第一篇：不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)集成方案 第二組

組長(zhǎng)：劉君

組員：張麗娜，方贊，謝重望

交通安全與智能控制專業(yè) 《收費(fèi)系統(tǒng)集成與維護(hù)》

不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

引 言

高速公路因其“高速、高效、安全、舒適”等優(yōu)點(diǎn)，已成為連接各主要城市和重要港口的交通樞紐。然而，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展，公路運(yùn)輸能力已經(jīng)不能滿足日益增長(zhǎng)的交通運(yùn)輸需求。21世紀(jì)交通的發(fā)展趨勢(shì)必將是由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，即從單純依靠政府投資新建公路向建設(shè)公路運(yùn)輸?shù)呐涮自O(shè)施及其軟件轉(zhuǎn)變，以提高公路的利用效率。

在高速公路收費(fèi)方面，效率低下的傳統(tǒng)收費(fèi)方式(找零、回票、投幣)在車(chē)流量較大時(shí)往往使車(chē)輛在收費(fèi)站區(qū)域滯留，限制了高速公路快捷方便的服務(wù)優(yōu)點(diǎn)。電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)就是在這一矛盾中應(yīng)運(yùn)而生的。目前國(guó)外和國(guó)內(nèi)試點(diǎn)的ETC系統(tǒng)普遍采用單片式ETC技術(shù)。但是，由于與我國(guó)主流的IC卡收費(fèi)方式完全獨(dú)立，而建立ETC系統(tǒng)必須自身構(gòu)成一個(gè)完整的封閉式系統(tǒng)，即在路網(wǎng)內(nèi)所有的入口和出口，即使是大多數(shù)交通量小、車(chē)道數(shù)量少的收費(fèi)站，都必須設(shè)置一條以上的專用ETC收費(fèi)車(chē)道，這必將造成資源的極大浪費(fèi)。

因此要在我國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的大背景下成功推行ETC收費(fèi)，必須考慮ETC收費(fèi)系統(tǒng)與已經(jīng)建立的IC卡收費(fèi)系統(tǒng)之間的整合問(wèn)題，選擇一種兼容ETC收費(fèi)和IC卡收費(fèi)的組合式收費(fèi)技術(shù)，這就是基于ETC和MTC，人工半自動(dòng)收費(fèi)車(chē)道相結(jié)合的高速公路組合式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)。

組合式收費(fèi)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

組合式收費(fèi)站的設(shè)計(jì)圖如圖1所示。圖中收費(fèi)站采用了ETC車(chē)道和MTC車(chē)道相結(jié)合的方式。對(duì)于采用刷卡付費(fèi)或現(xiàn)金付費(fèi)方式的車(chē)輛，由MTC車(chē)道通過(guò)。刷卡付費(fèi)有接觸式刷卡和非接觸式刷卡兩種模式，當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入MTC車(chē)道時(shí)，駕駛員停車(chē)刷卡或繳納現(xiàn)金，交易完成后，啟動(dòng)欄桿放行；對(duì)于采用電子標(biāo)簽或兩片式電子標(biāo)簽付費(fèi)方式的車(chē)輛，則由ETC車(chē)道直接通過(guò)。當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入ETC車(chē)道時(shí)，電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)對(duì)安裝在車(chē)上的電子標(biāo)簽進(jìn)行付費(fèi)操作，付費(fèi)交易自動(dòng)完成，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛不停車(chē)付費(fèi)。ETC車(chē)道和MTC車(chē)道分別交易，互不干擾，兩種付費(fèi)方式最后由軟件系統(tǒng)負(fù)責(zé)整合。

ETC車(chē)道的設(shè)計(jì)

ETC是利用專用短程微波通訊技術(shù)，通過(guò)路側(cè)單元(RSU)與車(chē)載單元(OBU)的信息交換，自動(dòng)識(shí)別車(chē)輛，采用電子支付方式，自動(dòng)完成車(chē)輛通行費(fèi)扣除的全自動(dòng)收費(fèi)方式。當(dāng)ETC系統(tǒng)檢測(cè)到車(chē)輛進(jìn)人ETC車(chē)道的時(shí)候，安裝在龍門(mén)架上的微波天線與安裝在汽車(chē)擋風(fēng)玻璃上的電子標(biāo)簽自動(dòng)進(jìn)行信息交換，與微波天線相連接的ETC車(chē)道計(jì)算機(jī)根據(jù)電子標(biāo)簽中存儲(chǔ)的信息識(shí)別出車(chē)輛信息，并根據(jù)車(chē)主的使用情況從其賬號(hào)中扣除通行費(fèi)。如果其銀行賬號(hào)中余額不足，則由顯示設(shè)備提醒駕駛員進(jìn)入MTC車(chē)道。

整個(gè)收費(fèi)過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)，用戶可不停車(chē)快速通過(guò)ETC收費(fèi)車(chē)道，原理如圖2所示。

ETC車(chē)道通信子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(1)短程通信標(biāo)準(zhǔn)的選取

《高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)暫行技術(shù)要求》中第十三條明確指出：“電子不停車(chē)收費(fèi)技術(shù)中車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)所采用的專用短程通信頻率推薦5.8 GHz電子標(biāo)簽宜采用可讀寫(xiě)的?單片式?(可讀寫(xiě)智能電子標(biāo)簽)或?兩片式?(帶IC卡接口的電子簽)。?兩片式?電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)與人工半自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)兼容。”因此依據(jù)該文件，選取5.8 GHz短程通信標(biāo)準(zhǔn)為專用短程通訊(Dedicated ShortRange communication，DSRC)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)DSRC通信技術(shù)指標(biāo)如下：

頻段：5 795～5 815 GHz；輸出功率：300 mW；調(diào)制方式：ASK，BPSK；通信距離：10 m。

選用5.8 GHz作為微波短程通信中心頻段有3個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

①5.8 GHz頻段背景噪聲小，抗干擾性較好。②5.8 GHz頻段的設(shè)備供應(yīng)商較多，有利于我國(guó)ETC系統(tǒng)的設(shè)備引進(jìn)，有利于降低系統(tǒng)成本。

③有利于未來(lái)在此頻段內(nèi)開(kāi)展智能運(yùn)輸系統(tǒng)的其他各項(xiàng)服務(wù)。(2)路側(cè)設(shè)備(RSU)技術(shù)

路側(cè)設(shè)備指安裝在路側(cè)的ETC設(shè)備及其輔助設(shè)備，其功能是與車(chē)載單元通信完成ETC收費(fèi)交易、檢測(cè)車(chē)輛和抓拍違章車(chē)輛圖像等。RSU通常由以下部分組成：

① 路邊設(shè)備控制器：是一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備，通常與天線及其控制器、抓拍系統(tǒng)、車(chē)輛檢測(cè)器互聯(lián)，對(duì)于具有收費(fèi)島的單車(chē)道ETC系統(tǒng)，與之互聯(lián)的還有通行信號(hào)燈、電動(dòng)欄桿等外設(shè)。路邊設(shè)備控制器完成對(duì)所連接設(shè)備的各種控制功能、通信功能和處理功能。

② 天線及其控制器：實(shí)現(xiàn)與車(chē)載OBU之間的通信。

③ 抓拍系統(tǒng)：抓拍系統(tǒng)是針對(duì)違章車(chē)輛以及無(wú)電子標(biāo)簽車(chē)輛的電子記錄系統(tǒng)，用于事后對(duì)這些車(chē)輛進(jìn)行通行費(fèi)追繳和違章處罰。

④ 車(chē)輛檢測(cè)器：對(duì)車(chē)輛的到來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，以及對(duì)來(lái)車(chē)車(chē)型進(jìn)行分類。

⑤ 其他的輔助設(shè)備，如電源、照明等。

車(chē)道天線接收從天線控制器傳來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)，信號(hào)經(jīng)調(diào)制和功率放大后經(jīng)天線口面輻射出去。當(dāng)ETC用戶駕車(chē)經(jīng)過(guò)ETC車(chē)道時(shí)，電子標(biāo)簽被車(chē)道天線信號(hào)激活，進(jìn)人工作狀態(tài)，根據(jù)接收到的命令向車(chē)道天線回送相應(yīng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)。

車(chē)道天線通常由電源單元、RS 485／422通信接口、振蕩器、發(fā)射單元、接收單元、數(shù)據(jù)處理單元、外部信號(hào)指示器、喇叭天線或微帶天線構(gòu)成，如圖3所示。

天線控制器從車(chē)道控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接受通信請(qǐng)求，形成符合DSRC標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議的數(shù)據(jù)幀，通過(guò)車(chē)道天線將數(shù)據(jù)幀發(fā)給車(chē)道上的電子標(biāo)簽，并接收和解析從電子標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)，再上傳給車(chē)道控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

天線控制器通常內(nèi)置多塊控制模塊，每個(gè)控制模塊可以控制一個(gè)車(chē)道天線。

天線控制模塊通常由PC通信接口單元、雙端口存貯器(DPRAM)、通信協(xié)議處理單元、RS 485／RS 422天線接口單元構(gòu)成。PC通信接口單元負(fù)責(zé)天線控制模塊與車(chē)道控制計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信，他可以是PC總線接口，也可以是RS 232接口。

(3)電子標(biāo)簽的選取

針對(duì)我國(guó)的具體國(guó)情，兼顧到大部分收費(fèi)站采用IC卡交易方式，系統(tǒng)采用組合式電子標(biāo)簽。組合式電子收費(fèi)是一種基于兩片式電子標(biāo)簽的組合式收費(fèi)技術(shù)。組合式電子標(biāo)簽是一種兩片式電子標(biāo)簽，其帶有標(biāo)準(zhǔn)的IC卡接口(通常為ISO7816規(guī)格的接觸式IC卡接口或者ISO14443規(guī)格的非接觸IC卡接口)，與IC卡共同組成一套完整的兩片式ETC車(chē)載設(shè)備。采用該技術(shù)有兩大優(yōu)點(diǎn)：

① 系統(tǒng)是基于IC卡作為收費(fèi)介質(zhì)的收費(fèi)系統(tǒng)，具有兼容人工半自動(dòng)收費(fèi)(MTC)和電子不停車(chē)收費(fèi)(ETC)的能力。

② 適合我國(guó)的基本國(guó)情，組合式電子標(biāo)簽適合于已經(jīng)建立起的ETC收費(fèi)系統(tǒng)和MTC收費(fèi)系統(tǒng)，為設(shè)計(jì)組合式收費(fèi)系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。車(chē)輛自動(dòng)分類子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(AVC)

為了對(duì)不同車(chē)型按照不同的費(fèi)率實(shí)施收費(fèi)，必須對(duì)車(chē)輛進(jìn)行分類。分類系統(tǒng)設(shè)計(jì)為前分類系統(tǒng)和后分類系統(tǒng)。前分類系統(tǒng)能夠使收費(fèi)系統(tǒng)計(jì)算通過(guò)車(chē)輛的正確費(fèi)率；后分類系統(tǒng)用于核實(shí)所通過(guò)車(chē)輛是否按照車(chē)型實(shí)施了正確收費(fèi)。

通過(guò)傳感器對(duì)車(chē)輛高度、軸數(shù)、是否裝備雙胎以及車(chē)重等要素進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡送入軟件系統(tǒng)進(jìn)行判斷比較，從而確定收費(fèi)金額。該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各收費(fèi)站，傳感器和數(shù)據(jù)采集卡的選擇也非常廣泛。視頻監(jiān)控系統(tǒng)(VES)

VES不依賴于ETC的電子標(biāo)簽，而是以攝取車(chē)牌的圖像來(lái)獲取車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)籍資料等信息，并將繳費(fèi)通知寄給車(chē)主。用于事后追蹤逃費(fèi)者，追回漏征費(fèi)用并實(shí)施罰款的依據(jù)，以減少漏征費(fèi)用損失并起到威懾作用，該系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實(shí)際。MTC車(chē)道的設(shè)計(jì)

MTC車(chē)道是由汽車(chē)自動(dòng)分類系統(tǒng)(AVC)、讀卡裝置、顯示設(shè)備、視頻臨控、自動(dòng)欄桿和計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)組成，讀卡器可以采用接觸式或非接觸式。當(dāng)汽車(chē)進(jìn)入MTC車(chē)道時(shí)，汽車(chē)自動(dòng)分類系統(tǒng)(AVC)將車(chē)輛信息自動(dòng)分類，然后告訴軟件系統(tǒng)該車(chē)屬于哪一類型的車(chē)輛，軟件系統(tǒng)根據(jù)此信息告訴讀卡器應(yīng)該收取多少數(shù)額的通行費(fèi)，當(dāng)交易完成后，軟件系統(tǒng)向自動(dòng)欄桿發(fā)出命令，讓車(chē)輛通過(guò)，完成收費(fèi)。由于MTC收費(fèi)系統(tǒng)已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于實(shí)際，而且技術(shù)也已經(jīng)相當(dāng)成熟，在這里不做太多的敘述。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

合式收費(fèi)系統(tǒng)不僅要使ETC和MTC兩種收費(fèi)方式分別進(jìn)行互不干擾，還要使兩種收費(fèi)方式相互統(tǒng)一相互協(xié)調(diào)，這在硬件上是無(wú)法統(tǒng)一的，因此軟件系統(tǒng)就擔(dān)負(fù)了這個(gè)任務(wù)。

組合式收費(fèi)的軟件系統(tǒng)包括：ETC車(chē)道收費(fèi)子系統(tǒng)、MTC車(chē)道收費(fèi)子系統(tǒng)、收費(fèi)站服務(wù)器系統(tǒng)、中心服務(wù)器系統(tǒng)和用戶服務(wù)子系統(tǒng) ETC車(chē)道收費(fèi)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

ETC車(chē)道收費(fèi)子系統(tǒng)包括：認(rèn)證交易模塊、車(chē)型分類庫(kù)模塊、賬戶管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、賬務(wù)管理模塊、系統(tǒng)管理模塊、統(tǒng)計(jì)查詢和報(bào)表打印模塊等。設(shè)計(jì)要求如下：

認(rèn)證交易模塊 對(duì)于進(jìn)入ETC車(chē)道通信區(qū)的車(chē)輛，交易認(rèn)證模塊負(fù)責(zé)向硬件沒(méi)備發(fā)出通信命令，對(duì)安裝在車(chē)輛上的電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫(xiě)操作以獲得車(chē)輛的賬戶信息和余額查詢，如果賬戶無(wú)效或余額不足，則向顯示設(shè)備發(fā)出命令，通過(guò)顯示設(shè)備告訴駕駛員由MTC車(chē)道通過(guò)。如果賬戶和余額都沒(méi)有問(wèn)題，則根據(jù)車(chē)型分類庫(kù)模塊提供的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車(chē)輛實(shí)施收費(fèi)，并確認(rèn)交易是否成功。如果交易不成功，則通知硬件設(shè)備再次進(jìn)行收費(fèi)操作，當(dāng)車(chē)輛已經(jīng)通過(guò)通訊區(qū)仍然沒(méi)有完成交易，則將收費(fèi)不成功信息發(fā)送給中心服務(wù)器，將在下一個(gè)收費(fèi)站或者出口收費(fèi)。如果交易成功，則報(bào)告給賬戶管理模塊，由賬戶管理模塊向中心服務(wù)器報(bào)告此次收費(fèi)操作細(xì)節(jié)。

車(chē)型分類庫(kù)模塊：負(fù)責(zé)接收由AVC提供的車(chē)輛信息，再與車(chē)型分類庫(kù)中的車(chē)輛參數(shù)相比較，確定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。并通知交易認(rèn)證模塊，準(zhǔn)備收取多少數(shù)額的通行費(fèi)。

賬戶管理模塊：負(fù)責(zé)對(duì)新卡的初始化、黑名單管理、向中心服務(wù)器核對(duì)車(chē)輛信息及報(bào)告收費(fèi)細(xì)節(jié)，包括收費(fèi)的用戶賬號(hào)、收費(fèi)金額、收費(fèi)時(shí)間、收費(fèi)地點(diǎn)等信息。

數(shù)據(jù)管理模塊：負(fù)責(zé)本車(chē)道的車(chē)輛收費(fèi)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)。

賬務(wù)管理模塊：負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)本車(chē)道的財(cái)務(wù)管理和向收費(fèi)站服務(wù)器匯報(bào)財(cái)務(wù)信息。

系統(tǒng)管理模塊：負(fù)責(zé)系統(tǒng)維護(hù)、參數(shù)設(shè)置、密碼管理、斷點(diǎn)保護(hù)等。

統(tǒng)計(jì)查詢和報(bào)表打印模塊：負(fù)責(zé)本車(chē)道的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、查詢及報(bào)表打印。

MTC車(chē)道收費(fèi)子系統(tǒng) MTC車(chē)道子系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與ETC基本一樣，也是由車(chē)型分類庫(kù)模塊、交易認(rèn)證模塊、賬戶管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、賬務(wù)管理模塊、系統(tǒng)管理模塊、統(tǒng)計(jì)查詢和報(bào)表打印模塊等組成。

在設(shè)計(jì)要求上，MTC車(chē)道收費(fèi)子系統(tǒng)除認(rèn)證交易模塊以外，賬戶管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、賬務(wù)管理模塊、系統(tǒng)管理模塊、統(tǒng)計(jì)查詢和報(bào)表打印模塊的設(shè)計(jì)要求與ETC車(chē)道收費(fèi)子系統(tǒng)一樣。

在MTC車(chē)道收費(fèi)子系統(tǒng)中認(rèn)證交易模塊功能是：對(duì)于進(jìn)入MTC車(chē)道的車(chē)輛，交易認(rèn)證模塊負(fù)責(zé)向讀卡器發(fā)出命令，根據(jù)車(chē)型分類庫(kù)模塊提供的收費(fèi)參數(shù)對(duì)車(chē)輛實(shí)施收費(fèi)，并確認(rèn)交易是否成功。如果交易不成功，則提示工作人員改用現(xiàn)金交易，交易完成后，啟動(dòng)自動(dòng)欄桿，讓車(chē)輛通行。同時(shí)報(bào)告給賬戶管理模塊，由賬戶管理模塊向中心服務(wù)器報(bào)告此次收費(fèi)操作細(xì)節(jié)。

收費(fèi)站服務(wù)器系統(tǒng)

收費(fèi)站服務(wù)器系統(tǒng)與收費(fèi)站內(nèi)各車(chē)道的收費(fèi)子系統(tǒng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)ETC收費(fèi)方式與MTC收費(fèi)方式相融合。主要由監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、賬務(wù)管理模塊、系統(tǒng)管理模塊、統(tǒng)計(jì)查詢和報(bào)表打印模塊等。設(shè)計(jì)要求如下：

監(jiān)控模塊：負(fù)責(zé)監(jiān)控各車(chē)道向中心服務(wù)器發(fā)出的賬戶信息和交易細(xì)節(jié)，如果中心服務(wù)器沒(méi)有響應(yīng)，則該模塊記錄這些信息，并不斷查詢中心服務(wù)器的狀態(tài)，當(dāng)中心服務(wù)器不忙時(shí)，再重新發(fā)送，并對(duì)發(fā)出信息進(jìn)行記錄。同時(shí)實(shí)現(xiàn)車(chē)道收費(fèi)子系統(tǒng)故障和異常數(shù)據(jù)報(bào)警、斷點(diǎn)保護(hù)等。

數(shù)據(jù)管理模塊：負(fù)責(zé)整個(gè)收費(fèi)站的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)ETC收費(fèi)方式和MTC收費(fèi)方式的融合、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)。

賬務(wù)管理模塊：負(fù)責(zé)整個(gè)收費(fèi)站的財(cái)務(wù)管理。

系統(tǒng)管理模塊：負(fù)責(zé)整個(gè)收費(fèi)站的系統(tǒng)維護(hù)和參數(shù)設(shè)置。

中心服務(wù)器系統(tǒng) 中心服務(wù)器是連接各收費(fèi)站，對(duì)各收費(fèi)站的信息實(shí)行統(tǒng)一管理。中心服務(wù)器系統(tǒng)包括認(rèn)證交易模塊、賬戶管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、財(cái)務(wù)管理模塊、系統(tǒng)管理模塊、查詢統(tǒng)計(jì)和報(bào)表打印模塊。

設(shè)計(jì)要求如下：

認(rèn)證交易模塊 負(fù)責(zé)驗(yàn)證來(lái)自各收費(fèi)站發(fā)送過(guò)來(lái)的賬戶信息，并對(duì)賬戶信息進(jìn)行確認(rèn)，把是否同意交易信息返回給各個(gè)收費(fèi)車(chē)道，同時(shí)通知賬戶管理模塊準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。認(rèn)證交易模塊還負(fù)責(zé)與外部銀行的認(rèn)證交易。

賬戶管理模塊 負(fù)責(zé)整個(gè)區(qū)域的賬戶信息統(tǒng)一管理，包括卡號(hào)、密碼、余額、收費(fèi)時(shí)間、收費(fèi)地點(diǎn)、收費(fèi)金額，以避免重復(fù)收費(fèi)。同時(shí)完成對(duì)于外來(lái)車(chē)輛或新車(chē)信息的初始化、注銷賬戶，還負(fù)責(zé)自動(dòng)生成新的卡號(hào)和密碼，送至用戶服務(wù)子系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)管理模塊 負(fù)責(zé)中心服務(wù)器的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)。

財(cái)務(wù)管理模塊 負(fù)責(zé)整個(gè)地區(qū)的收費(fèi)站的財(cái)務(wù)管理，包括現(xiàn)金交易量、電子交易量(包括ETC和IC卡收費(fèi)方式交易量)、與銀行的交易量、各收費(fèi)站交易量、各業(yè)主交易量等。

系統(tǒng)管理模塊 負(fù)責(zé)維護(hù)系統(tǒng)安全、設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)。

統(tǒng)計(jì)查詢和報(bào)表打印模塊 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和查詢、報(bào)表打印等業(yè)務(wù)。建設(shè)目標(biāo)

1、ETC車(chē)道系統(tǒng)按需設(shè)置，降低電子收費(fèi)系統(tǒng)建設(shè)的投資，有力保護(hù)道路運(yùn)營(yíng)者和用戶的利益；

2、提高收費(fèi)管理效率和公路通行服務(wù)水平

3、杜絕少收、漏收和營(yíng)私舞弊行為，保證公路營(yíng)運(yùn)者運(yùn)取得最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；

4、減少出入口的收費(fèi)手續(xù)，提高收費(fèi)的工作效率，最大限度地降低由于收費(fèi)過(guò)程引起的交通延誤； 結(jié) 語(yǔ)

本文對(duì)高速公路組合式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)作了初步的輪廓性的設(shè)計(jì)。我認(rèn)為，在倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展的今天，高速公路組合式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)對(duì)于提高高速公路利用效率、節(jié)省社會(huì)資源是有實(shí)際意義的。但是，高速公路組合式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)還只是停留在理論階段，與實(shí)際應(yīng)用還有一定距離。

第二篇：ETC不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)解決方案

ETC 不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)解決方案

ETC不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)

電話：

解決方案

I

***

目錄

第1章

1.1 1.2 第2章

2.1 2.2 2.3 2.4 第3章

3.1 3.2 3.3 第4章

4.1 4.2 4.3 第5章

5.1 5.2 5.3 ETC不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)總述..........................................................................1 需求概述..............................................................................................1 系統(tǒng)總體建設(shè)目標(biāo)和系統(tǒng)指標(biāo)..............................................................4 ETC不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)整體框架...................................................................7 ETC不停車(chē)收費(fèi)總體說(shuō)明......................................................................7 車(chē)道子系統(tǒng)..........................................................................................8 收費(fèi)站子系統(tǒng).......................................................................................9 路段收費(fèi)分中心子系統(tǒng).........................................................................9 ETC不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)詳述........................................................................11 收費(fèi)站子系統(tǒng).....................................................................................11 收費(fèi)車(chē)道子系統(tǒng).................................................................................19 發(fā)卡子系統(tǒng)........................................................................................29 ETC不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)關(guān)鍵產(chǎn)品說(shuō)明..........................................................30 路側(cè)設(shè)備RSU.....................................................................................30 車(chē)載設(shè)備OBU....................................................................................33 車(chē)道控制器........................................................................................35 ETC不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)及特色.............................................................38 通訊集成優(yōu)勢(shì).....................................................................................38 通訊系統(tǒng)優(yōu)勢(shì).....................................................................................38 通訊產(chǎn)品優(yōu)勢(shì).....................................................................................39 第1章 ETC不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)總述

1.1 需求概述

1.1.1 應(yīng)用場(chǎng)景描述

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)綜合國(guó)力不斷增強(qiáng)，交通基礎(chǔ)建設(shè)大為改善，尤其以高速公路為主骨架的覆蓋全國(guó)范圍的高等級(jí)公路網(wǎng)絡(luò)正在逐步形成。截至到2005年底，我國(guó)高速公路里程己達(dá)4.1萬(wàn)公里，為交通事業(yè)跨越式發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在某種程度上緩解了交通在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的瓶頸制約作用。但是，隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng)，路網(wǎng)通過(guò)能力日益滿足不了交通量增長(zhǎng)的需要，交通擁擠，阻塞現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，交通污染和事故越來(lái)越引起社會(huì)普遍的關(guān)注，交通問(wèn)題仍十分突出。如廣佛高速路，自建成通車(chē)后的6年間，交通量增加了5倍，原來(lái)的四車(chē)道己經(jīng)飽和、正準(zhǔn)備擴(kuò)展為六車(chē)道。然而，持續(xù)不斷的交通增長(zhǎng)需求顯然不能由無(wú)止境的車(chē)道擴(kuò)展來(lái)滿足。

國(guó)內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，一個(gè)國(guó)家當(dāng)交通發(fā)展到一定程度，再單純依靠修建道路設(shè)施來(lái)解決交通擁擠問(wèn)題，不僅受投資等諸多條件的制約，而且效果也是有限的。如何實(shí)現(xiàn)各類車(chē)輛的有效指揮、協(xié)調(diào)控制和管理已經(jīng)成為交通運(yùn)輸和安全管理部門(mén)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期和廣泛的研究，各發(fā)達(dá)國(guó)家已從主要依靠修建更多的公路，擴(kuò)大路網(wǎng)規(guī)模來(lái)解決不斷增長(zhǎng)的交通需求，轉(zhuǎn)移到用高技術(shù)來(lái)改造現(xiàn)有公路運(yùn)輸系統(tǒng)及管理體系，從而達(dá)到大幅度提高路網(wǎng)通行能力和服務(wù)質(zhì)量的目的。日本、美國(guó)和西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家為了解決共同所面臨的交通問(wèn)題，競(jìng)相投入大量資金和人力，開(kāi)始大規(guī)模進(jìn)行公路交通運(yùn)輸智能化的研究實(shí)驗(yàn)。起初，稱為智能車(chē)輛公路系統(tǒng)(Intelligent Vehicle-Highway Systems IVHS)，進(jìn)行公路功能和車(chē)輛智能化的研究。隨著研究的不斷深入，系統(tǒng)功能擴(kuò)展到公路交通運(yùn)輸?shù)娜^(guò)程及其有關(guān)服務(wù)部門(mén)，發(fā)展成為帶動(dòng)整個(gè)公路交通運(yùn)輸現(xiàn)代化的智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation System ITS)。

ETC特別適于在高速公路或交通繁忙的橋隧環(huán)境下采用。實(shí)施不停車(chē)收費(fèi)，一方面，可以允許車(chē)輛高速通過(guò)（幾十公里以至一百多公里），與傳統(tǒng)的人工收費(fèi)8秒出票相比較，不停車(chē)收費(fèi)大大加快了高速公路收費(fèi)道口的通行能力，據(jù)測(cè)算，較人工收費(fèi)道口，ETC車(chē)道通行能力將提高4~6倍，可減少車(chē)輛在收費(fèi)口因交費(fèi)、找零等動(dòng)作

而引起的排隊(duì)等候。另一方面，也使公路收費(fèi)走向電子化，可降低車(chē)輛管理的成本，有利于提高車(chē)輛的營(yíng)運(yùn)效益，同時(shí)也大幅度降低收費(fèi)口的噪聲水平和廢氣排放，并可以杜絕少數(shù)不法的收費(fèi)員貪污路費(fèi)、減少國(guó)家損失，與原來(lái)的人工收費(fèi)和人工電腦收費(fèi)方式相比，實(shí)行不停車(chē)收費(fèi)后具有明顯優(yōu)勢(shì)，不僅極大的改善了路上密集車(chē)輛所造成的環(huán)境污染，減少車(chē)輛阻塞現(xiàn)象，行車(chē)更加安全，更為主要的是將大大提高過(guò)路橋收費(fèi)效率。

1.1.2 ETC系統(tǒng)建設(shè)的優(yōu)勢(shì)

ETC技術(shù)特別適用于在高速公路或交通繁忙的橋隧環(huán)境下采用，傳統(tǒng)的采用車(chē)道隔離措施下的不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)通常稱為單車(chē)道不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)：在無(wú)車(chē)道隔離的分車(chē)道交通流下的不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)通常稱為自由流不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)。實(shí)施不停車(chē)收費(fèi)將徹底改變目前半自動(dòng)收費(fèi)過(guò)程中的弊端。由于不需要停車(chē)交費(fèi)，當(dāng)交通量較大時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生收費(fèi)站前車(chē)輛排隊(duì)等候的現(xiàn)象，減少了車(chē)輛延誤；由于無(wú)需人工參與和無(wú)現(xiàn)金交易，可完全避免收費(fèi)過(guò)程中的舞弊和貪污現(xiàn)象；同時(shí)也能解決由于交通堵塞而引起的能源消耗和環(huán)境污染等問(wèn)題。電子收費(fèi)系統(tǒng)在國(guó)外被廣泛地應(yīng)用于開(kāi)放式的收費(fèi)站，國(guó)內(nèi)目前部分省市的高速公路已有所實(shí)施。電子收費(fèi)系統(tǒng)代表當(dāng)今最先進(jìn)的收費(fèi)技術(shù)，也是未來(lái)發(fā)展的方向，有著廣闊的發(fā)展前景。

（1）實(shí)施ETC系統(tǒng)可以提升高速形象

ETC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了不停車(chē)收費(fèi)，解決了因人工停車(chē)收費(fèi)造成的排隊(duì)塞車(chē)現(xiàn)象；用戶得到更快的通關(guān)速度和全新的收費(fèi)體驗(yàn)，恢復(fù)了高速公路本應(yīng)具有的高速、快捷形象，降低了政府和公路部門(mén)的壓力。

（2）ETC不停車(chē)收費(fèi)相較于MTC收費(fèi)系統(tǒng)使得交通更加安全

收費(fèi)站的設(shè)置在相當(dāng)程度上影響了交通安全，在收費(fèi)區(qū)常出現(xiàn)交通事故主要有追尾、側(cè)撞、撞物等類型。引起追尾事故的主要原因是車(chē)輛行駛速度過(guò)快，駕駛判斷失誤至使預(yù)留的剎車(chē)距離不足撞收費(fèi)站前的排隊(duì)車(chē)輛；駕駛員為尋求空閑的收費(fèi)車(chē)道、最小的排隊(duì)長(zhǎng)度或選擇一個(gè)特定的收費(fèi)方式而變換車(chē)道是側(cè)撞事故的起因；收費(fèi)站的設(shè)置給駕駛操作增加了難度，因?yàn)椴僮鞑划?dāng)撞上收費(fèi)亭等固定物。影響收費(fèi)區(qū)交通安全的主要因素有：收費(fèi)車(chē)道收費(fèi)型式配置、車(chē)輛加速度、通過(guò)速度、車(chē)道數(shù)及跨車(chē)道車(chē)流量。ETC系統(tǒng)的實(shí)施使得這些因素發(fā)生變化，收費(fèi)區(qū)的交通安全狀況也將隨之變化，ETC系統(tǒng)對(duì)交通安全的影響主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

①ETC車(chē)輛加速度及通過(guò)速度的發(fā)生變化，追尾事故數(shù)相應(yīng)減少； ②在ETC專用車(chē)道上駕駛員操作相對(duì)簡(jiǎn)化，使撞物的可能性減小。（3）ETC可以節(jié)省投資運(yùn)營(yíng)成本

在收費(fèi)運(yùn)營(yíng)方面人工收費(fèi)系統(tǒng)存在如下弊端：

①收費(fèi)營(yíng)運(yùn)效率低：據(jù)交通部及一些公路主管部門(mén)的有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，目前公路收費(fèi)的總額只占應(yīng)收總額的70%左右，有相當(dāng)一部分流失，給國(guó)家和公路經(jīng)營(yíng)管理單位造成了極大損失；

②人工收費(fèi)需要更多的人力付出及運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用。

③為了提高收費(fèi)站的通行能力，使其能承受路段的車(chē)流量，收費(fèi)車(chē)道往往多于路段的車(chē)道數(shù)，不僅要投入更多的成本，還要占用更多的土地資源。

實(shí)施了ETC系統(tǒng)后，投資成本及運(yùn)營(yíng)費(fèi)用將發(fā)生相應(yīng)變化，運(yùn)營(yíng)效率也將得到提高，主要表現(xiàn)為：

①收費(fèi)效率的提高：現(xiàn)代化的技術(shù)使收費(fèi)運(yùn)營(yíng)管理進(jìn)一步規(guī)范化，可以允許車(chē)輛高速通過(guò)（幾十公里以至100多公里），與傳統(tǒng)的人工收費(fèi)8秒出票相比較，不停車(chē)收費(fèi)大大加快了高速公路收費(fèi)道口的通行能力，據(jù)測(cè)算，較人工收費(fèi)車(chē)道，ETC車(chē)道通行能力將提高4~6倍，可減少車(chē)輛在收費(fèi)口因交費(fèi)、找零等動(dòng)作而引起的排隊(duì)等候，減少了收費(fèi)金額的流失，由于無(wú)需人工參與和無(wú)現(xiàn)金交易，杜絕了收費(fèi)人員錯(cuò)收、漏收、收取假幣現(xiàn)象，同時(shí)解決了個(gè)別收費(fèi)人員的營(yíng)私舞弊行為。

②運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的變化：ETC系統(tǒng)實(shí)施后，減少了人工車(chē)收費(fèi)車(chē)道數(shù)目，減少了人力投入，相應(yīng)地減少了人員的工資，行政辦公的結(jié)構(gòu)將相應(yīng)發(fā)生變化，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為主的信息化管理提高了效率；ETC系統(tǒng)可以自動(dòng)判斷車(chē)型完成收費(fèi)，收費(fèi)無(wú)需人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)了收費(fèi)站的無(wú)人值守，降低政府和公路部門(mén)的管理成本；但也可能引起費(fèi)用的增加：ETC設(shè)施的價(jià)格相對(duì)昂貴，其維護(hù)及維修費(fèi)用相應(yīng)會(huì)較高，但是設(shè)施質(zhì)量提高有可能會(huì)減少維修的次數(shù)。

③投資成本的變化：相對(duì)人工收費(fèi)言ETC系統(tǒng)需要相對(duì)昂貴的投資，但系統(tǒng)實(shí)施后，收費(fèi)站的通行能力增加（一般ETC車(chē)道的通行能力是MTC車(chē)道的3~5倍），相應(yīng)地可減少部分收費(fèi)車(chē)道，從而減少了新建設(shè)施的成本，同時(shí)也節(jié)約了土地資源。

(4)ETC系統(tǒng)更加環(huán)保節(jié)能

機(jī)動(dòng)車(chē)是大氣污染的移動(dòng)發(fā)生源，其排放的碳?xì)浠衔铩⒁谎趸?、氮氧化合物、鉛化物和顆粒物質(zhì)是造成大氣污染的主要原因之一。此外，機(jī)動(dòng)車(chē)的運(yùn)行需要消耗燃料，又造成大量的能源消耗。車(chē)輛的油耗與排放與車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)密切相關(guān)，由于停車(chē)收費(fèi)使得收費(fèi)站處的車(chē)輛處于加減速或怠速狀態(tài)，車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)處于慢速或空轉(zhuǎn)狀態(tài)，根據(jù)車(chē)輛的燃油消耗特性，在此狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油耗量增加，廢氣排放量也就相應(yīng)增加，由此加劇了大氣污染。

ETC系統(tǒng)的實(shí)施，使得交通流運(yùn)行狀況得到改善，車(chē)輛在收費(fèi)物的停車(chē)次數(shù)減少，排隊(duì)等待的時(shí)間就明顯縮短，無(wú)疑減少了車(chē)輛的油耗與排放，解決了收費(fèi)站附近由于交通堵塞而引起的能源消耗和環(huán)境污染等問(wèn)題。

1.2 系統(tǒng)總體建設(shè)目標(biāo)和系統(tǒng)指標(biāo)

1.2.1 系統(tǒng)總體建設(shè)目標(biāo)

? 支持ETC/MTC一鍵切換

本系統(tǒng)兼容ETC與MTC系統(tǒng)，為車(chē)道子系統(tǒng)提供支持，輕松實(shí)現(xiàn)兩種收費(fèi)方式間的一鍵切換，在識(shí)讀設(shè)備出現(xiàn)故障、MTC車(chē)道擁堵以致阻塞ETC車(chē)道或者客戶有其它需求的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)ETC與MTC收費(fèi)方式間的實(shí)時(shí)切換，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，最大限度地提高車(chē)道的利用率。

? 支持ETC/MTC組合式收費(fèi)模式

本系統(tǒng)兼容為車(chē)道子系統(tǒng)提供組合式收費(fèi)的支持，支持ETC雙界面卡用戶的ETC入MTC出、MTC入ETC出、MTC入MTC出等通行方式，最大限度的滿足不同用戶的要求。電子標(biāo)簽采用雙片式（電子標(biāo)簽+雙界面卡）。將雙界面卡插入ETC電子標(biāo)簽中可以實(shí)現(xiàn)不停車(chē)通過(guò)ETC專用車(chē)道，使用雙界面卡采用普通刷卡方式可以通過(guò)人工收費(fèi)車(chē)道。組合收費(fèi)模式可以很好的適應(yīng)國(guó)內(nèi)路網(wǎng)復(fù)雜、多數(shù)入口和出口收費(fèi)站車(chē)流量小、車(chē)道少的現(xiàn)狀。

? 具備完備的安全體系

安全體系包括交易安全和數(shù)據(jù)安全。ETC系統(tǒng)具備嚴(yán)密的密鑰體系，密鑰由上級(jí)管理部門(mén)分發(fā)，分多個(gè)等級(jí)，高一等級(jí)的密鑰只用于保護(hù)下一等級(jí)的密鑰，最低等級(jí)的密鑰應(yīng)用在IC卡、ESAM卡和PSAM卡等終端應(yīng)用介質(zhì)中。采用3DES加密技術(shù)，密鑰驗(yàn)證符合金融交易安全的要求，一般包括內(nèi)部認(rèn)證、外部認(rèn)證等認(rèn)證過(guò)程。數(shù)據(jù)安全包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，通過(guò)采用訪問(wèn)控制、認(rèn)證、機(jī)密控制、數(shù)據(jù)完整性控制等措施來(lái)保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸?shù)陌踩?。MTC系統(tǒng)除了技術(shù)上的保障之外，還有嚴(yán)格的管理制度，有效的保障了系統(tǒng)的安全。

? 網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)保證了信息的及時(shí)傳遞和更新，在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，路段控制中心能夠?qū)⑾到y(tǒng)定義的黑灰名單及時(shí)傳遞到各個(gè)收費(fèi)站出入口，實(shí)施對(duì)欠費(fèi)車(chē)輛的告警提示，對(duì)不法車(chē)輛進(jìn)行攔截或報(bào)警等操作。能夠?qū)⒏鞣N費(fèi)率表及時(shí)下發(fā)至各個(gè)收費(fèi)站點(diǎn)，能夠及時(shí)了解整個(gè)路網(wǎng)的動(dòng)態(tài)信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)路網(wǎng)的擁塞或其他異常情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)路由。

1.2.2 1.2.2系統(tǒng)綜合指標(biāo)

1.2.2.1系統(tǒng)指標(biāo)

1.數(shù)據(jù)傳輸性能：在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，收費(fèi)站實(shí)時(shí)（至多為0.5s）收集所轄車(chē)道產(chǎn)生的收費(fèi)數(shù)據(jù)；

2.運(yùn)營(yíng)參數(shù)下發(fā)性能：在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，收費(fèi)站下發(fā)系統(tǒng)參數(shù)至車(chē)道平均等待時(shí)間至多為60s；

3.收費(fèi)監(jiān)控性能：在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，車(chē)道操作信息實(shí)時(shí)（至多為1s）上傳至收費(fèi)站；

4.通行券不可讀（壞卡）/超時(shí)/車(chē)牌查詢性能：在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，收費(fèi)站對(duì)通行券不可讀（壞卡）/超時(shí)/車(chē)牌查詢平均等待時(shí)間至多為1s；

5.數(shù)據(jù)庫(kù)備份性能：在正常情況下，應(yīng)支持在線數(shù)據(jù)備份與離線數(shù)據(jù)備份，備份一個(gè)2G的數(shù)據(jù)庫(kù)，時(shí)間至多為60min；

6.靈活性：通過(guò)對(duì)參數(shù)的設(shè)置，使收費(fèi)站系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同的業(yè)務(wù)管理需求； 7.安全性：具備完備的分布式多層安全保障體系，有嚴(yán)格的用戶權(quán)限管理、安全認(rèn)證機(jī)制確保數(shù)據(jù)不被非法訪問(wèn)；

1.2.2.2可靠性指標(biāo)

1、MTBF：100,000小時(shí)

在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)（超過(guò)24h），有完備的備用數(shù)據(jù)傳輸方案，保證數(shù)據(jù)及時(shí)上傳至收費(fèi)站，同時(shí)保證數(shù)據(jù)的完整性、一致性、真實(shí)性、不可抵賴性和安全性不受破壞；

1.2.2.3系統(tǒng)應(yīng)用范圍

特別適用于在高速公路或交通繁忙的橋隧環(huán)境下采用。

第2章 ETC不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)整體框架

2.1 ETC不停車(chē)收費(fèi)總體說(shuō)明

路段收費(fèi)分中心子系統(tǒng)發(fā)卡子系統(tǒng)收費(fèi)站子系統(tǒng)車(chē)道子系統(tǒng)單業(yè)主系統(tǒng)組成

圖 2-1 收費(fèi)站子系統(tǒng)在收費(fèi)系統(tǒng)中的位置

高速公路收費(fèi)系統(tǒng)組成最基礎(chǔ)的是單業(yè)主的運(yùn)營(yíng)模式。從結(jié)構(gòu)上劃分，主要由車(chē)道子系統(tǒng)、收費(fèi)站子系統(tǒng)、路段收費(fèi)分中心子系統(tǒng)和發(fā)卡子系統(tǒng)組成。

高速公路收費(fèi)系統(tǒng)主要由車(chē)道子系統(tǒng)、收費(fèi)站子系統(tǒng)、路段收費(fèi)分中心子系統(tǒng)（管理中心子系統(tǒng)）和發(fā)卡子系統(tǒng)組成。收費(fèi)站子系統(tǒng)是聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的重要部分，是聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)最基礎(chǔ)的管理單元。該子系統(tǒng)向上的接口是路段收費(fèi)分中心子系統(tǒng)，向下的接口是車(chē)道子系統(tǒng)。

收費(fèi)站子系統(tǒng)要求能夠?qū)Ρ菊镜氖召M(fèi)車(chē)道實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)所有車(chē)道收費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和統(tǒng)計(jì)，并整理上傳到路段收費(fèi)分中心；接收路段收費(fèi)分中心下發(fā)的費(fèi)率表等系統(tǒng)參數(shù)，并下發(fā)至車(chē)道；提供報(bào)表服務(wù)，及時(shí)享用數(shù)據(jù)結(jié)果。

2.2 車(chē)道子系統(tǒng)

在ETC系統(tǒng)中，從功能上來(lái)說(shuō)，各車(chē)道是完成車(chē)輛通關(guān)的基本配置，所有車(chē)道子系統(tǒng)通過(guò)收費(fèi)站連接到路段收費(fèi)分中心中心組成一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)，車(chē)道子系統(tǒng)還可以分解成多個(gè)單元，但因?yàn)槎鄠€(gè)單元配合才能完成相應(yīng)功能，故這里抽象到車(chē)道為止，抽象如圖 2-2所示：

接入收費(fèi)站OBE數(shù)據(jù)采集卡C攝像機(jī)RSU車(chē)輛檢測(cè)器車(chē)道計(jì)算機(jī)道閘車(chē)輛檢測(cè)器控制器車(chē)道

圖 2-2 車(chē)道子系統(tǒng)

車(chē)道子系統(tǒng)主要包括底層應(yīng)用單元（車(chē)道計(jì)算機(jī)）、車(chē)道控制單元（控制器（廣義的控制機(jī)包括工控機(jī)）、車(chē)輛檢測(cè)器、道閘）、圖像采集單元（攝像機(jī)、視頻采集卡）、顯示告警單元（車(chē)道通行燈、聲光報(bào)警裝置、車(chē)道顯示屏）、射頻識(shí)別單元（RSE和OBE）

車(chē)道子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能如下： ? 車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別 ? 車(chē)輛自動(dòng)收費(fèi)

? 控制道閘、通行燈以示通行或放行 ? 對(duì)當(dāng)前車(chē)輛進(jìn)行抓拍 ? 對(duì)非正常車(chē)輛進(jìn)行告警 2.3 收費(fèi)站子系統(tǒng)

報(bào)警裝置OMC服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用服務(wù)器收費(fèi)站監(jiān)控中心

圖 2-3 收費(fèi)站子系統(tǒng)

收費(fèi)站子系統(tǒng)主要包括工控機(jī)、報(bào)警裝置和服務(wù)器硬件。收費(fèi)站子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能如下： ? 接收各車(chē)道上傳的交易數(shù)據(jù) ? 將數(shù)據(jù)上傳至路段收費(fèi)分中心 ? 實(shí)時(shí)監(jiān)控車(chē)道狀況

? 對(duì)車(chē)道及收費(fèi)站的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行配置 ? 提供查詢及報(bào)表等服務(wù)

2.4 路段收費(fèi)分中心子系統(tǒng)

監(jiān)控終端OMC服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用服務(wù)器路段收費(fèi)分中心

圖 2-4 路段收費(fèi)分中心子系統(tǒng)

路段收費(fèi)分中心子系統(tǒng)主要包括工控機(jī)和服務(wù)器硬件，實(shí)現(xiàn)的主要功能如下： ? 接收來(lái)自各收費(fèi)站的數(shù)據(jù)信息，維護(hù)總的數(shù)據(jù)庫(kù)

? 提供查詢及報(bào)表、打印等多種服務(wù) ? 管理代碼、費(fèi)率、密鑰等信息

通過(guò)internet/專線連接到各服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，維護(hù)發(fā)卡數(shù)據(jù)（單業(yè)主）。第3章 ETC不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)詳述

3.1 收費(fèi)站子系統(tǒng)

3.1.1

應(yīng)用場(chǎng)景描述

在整個(gè)高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)中，收費(fèi)站系統(tǒng)位于ETC車(chē)道系統(tǒng)和路段收費(fèi)分中心系統(tǒng)之間。? 收費(fèi)站系統(tǒng)可以對(duì)下屬的各條ETC車(chē)道的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)設(shè)備發(fā)生異常情況時(shí)，及時(shí)報(bào)警，使得故障得到及時(shí)的處理。? 收費(fèi)站系統(tǒng)可以對(duì)下屬的各條ETC車(chē)道的收費(fèi)交易情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)交易異常時(shí)，及時(shí)進(jìn)行處理。? 收費(fèi)站系統(tǒng)可以對(duì)下屬的各條ETC車(chē)道的收費(fèi)交易數(shù)據(jù)、抓拍圖像進(jìn)行審核稽查，可以提高收費(fèi)管理的力度。? ? 報(bào)表定義靈活、快捷，既能滿足標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的報(bào)表格式，又允許用戶自定義格式。收費(fèi)站系統(tǒng)可以將上層管理中心的參數(shù)（費(fèi)率表、灰/黑名單等）及時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)到下屬的車(chē)道系統(tǒng)。? 收費(fèi)站系統(tǒng)中的通信子系統(tǒng)既可以和ETC車(chē)道系統(tǒng)通信，又可以和MTC車(chē)道系統(tǒng)通信，可以屏蔽ETC車(chē)道系統(tǒng)和MTC車(chē)道系統(tǒng)的差異，起到數(shù)據(jù)融合的作用。? ? 收費(fèi)站系統(tǒng)具有完備的權(quán)限管理功能，能夠嚴(yán)格控制操作人員的操作權(quán)限。軟件接口具有開(kāi)放性，軟件通信接口采用通用的接口協(xié)議（例如Socket、SOAP協(xié)議等等），很容易和其他的同構(gòu)或者異構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，具有兼容性和開(kāi)放性的特點(diǎn)。

3.1.2

收費(fèi)站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

報(bào)警裝置OMC服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用服務(wù)器收費(fèi)站監(jiān)控中心

圖 3.5 收費(fèi)站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

收費(fèi)站的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括：收費(fèi)站服務(wù)器（安裝收費(fèi)站服務(wù)器軟件）、ETC收費(fèi)管理計(jì)算機(jī)（安裝收費(fèi)站客戶端軟件）、交換機(jī)、激光打印機(jī)（打印報(bào)表）。

3.1.3

軟件結(jié)構(gòu)

ETC車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)ETC車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē)車(chē) 圖 3.6 軟件結(jié)構(gòu)

從軟件結(jié)構(gòu)角度講，收費(fèi)站系統(tǒng)分為6個(gè)子系統(tǒng)，分別是ETC車(chē)道管理子系統(tǒng)、ETC車(chē)道監(jiān)控子系統(tǒng)、告警子系統(tǒng)、系統(tǒng)管理子系統(tǒng)、查詢統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信管理子系統(tǒng)。

3.1.4

功能描述

3.1.4.1 ETC車(chē)道管理子系統(tǒng)(1)添加車(chē)道

向收費(fèi)站系統(tǒng)注冊(cè)ETC車(chē)道。注冊(cè)的ETC車(chē)道信息包括：車(chē)道ID、車(chē)道IP地址、車(chē)道類型（入口/出口）等信息。

(2)刪除車(chē)道

將一個(gè)停止使用的車(chē)道進(jìn)行刪除操作。

(3)查看車(chē)道

查看已經(jīng)添加到收費(fèi)站系統(tǒng)的所有車(chē)道信息。

3.1.4.2 ETC車(chē)道監(jiān)控子系統(tǒng)(1)監(jiān)控ETC車(chē)道交易情況

收費(fèi)站系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示站內(nèi)各ETC車(chē)道的車(chē)輛收費(fèi)情況。具體監(jiān)控信息包括：車(chē)道號(hào)、當(dāng)前車(chē)輛的抓拍圖像、車(chē)型、車(chē)牌號(hào)、收費(fèi)金額、電子標(biāo)簽類型、電子標(biāo)簽號(hào)等信息。

收費(fèi)站系統(tǒng)可以對(duì)車(chē)道系統(tǒng)的工作流程進(jìn)度的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

(2)監(jiān)控ETC車(chē)道的設(shè)備狀況

收費(fèi)站系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示站內(nèi)各車(chē)道的設(shè)備狀態(tài)情況。

車(chē)道設(shè)備包括：RSU、欄桿、通行燈、雨棚燈、霧燈、費(fèi)額顯示器、車(chē)道攝像機(jī)、視頻采集卡、車(chē)輛檢測(cè)器（連接觸發(fā)線圈、抓拍線圈和落桿線圈）。

設(shè)備狀態(tài)情況能夠用模擬圖顯示出來(lái)。

RSU、費(fèi)額顯示器、視頻采集卡、車(chē)輛檢測(cè)器和車(chē)道攝像機(jī)的狀態(tài)有正常和異常兩種狀態(tài)；欄桿有打開(kāi)和關(guān)閉兩種狀態(tài)；通行燈（還有雨棚燈、霧燈）有允許通行、禁止通行和關(guān)閉三種狀態(tài)。

(3)監(jiān)控ETC車(chē)道的狀態(tài)

收費(fèi)站系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示車(chē)道的狀態(tài)。

具體監(jiān)視信息包括：車(chē)道ID、車(chē)道名稱、IP地址、類型（入口/出口）、狀態(tài)（開(kāi)啟/關(guān)閉）、鏈路狀態(tài)（連接/斷開(kāi)）。

(4)收費(fèi)審核/稽查

1)稽核操作員通過(guò)收費(fèi)站的審核/稽查系統(tǒng)，可以對(duì)收費(fèi)車(chē)道產(chǎn)生的原始過(guò)車(chē)記錄、系統(tǒng)抓拍車(chē)輛圖片以及車(chē)道監(jiān)控員登記的特殊事件進(jìn)行稽核。

稽核功能具體包括：入/出口車(chē)道收費(fèi)交易的稽核、車(chē)輛入口圖像查詢、沖崗車(chē)黑名單錄入。

3.1.4.3 告警子系統(tǒng)

告警子系統(tǒng)針對(duì)的是ETC車(chē)道監(jiān)控子系統(tǒng)，是對(duì)ETC車(chē)道監(jiān)控子系統(tǒng)出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行告警。而對(duì)于系統(tǒng)操作異常產(chǎn)生的告警，比如操作人員誤操作、非法操作等，是在日志管理功能中實(shí)現(xiàn)的。

(1)告警級(jí)別

告警級(jí)別有4種：緊急、主要、次要、提示。

(2)告警類型

ETC車(chē)道交易告警類型有6種：系統(tǒng)信息驗(yàn)證失敗、車(chē)輛信息驗(yàn)證失敗、ICC信息驗(yàn)證失敗、黑名單告警信息、RSU/OBU操作告警、車(chē)道計(jì)算機(jī)反應(yīng)超時(shí)。

ETC車(chē)道設(shè)備告警類型有5種：I/O卡操作告警、車(chē)道設(shè)備（包括欄桿、通行燈、雨棚燈、霧燈）操作告警、圖像采集告警、費(fèi)額顯示器告警、字符疊加器告警。

(3)告警查詢

交易告警的查詢內(nèi)容包括：告警類型、告警級(jí)別、告警描述、告警時(shí)間、告警位置（指車(chē)道ID）、備注。

(4)告警監(jiān)控

監(jiān)控子系統(tǒng)監(jiān)控到的異常情況，會(huì)在告警監(jiān)控窗口中實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，以提醒相關(guān)人員進(jìn)行處理。

告警形式：在監(jiān)控窗口顯示告警的文字或者圖像信息，同時(shí)根據(jù)告警級(jí)別的不同，會(huì)有不同的聲音提示。

3.1.4.4系統(tǒng)管理子系統(tǒng)(1)人員管理

人員管理指對(duì)收費(fèi)站的操作人員和車(chē)道的操作人員的管理。具體包括人員的增加、刪除、修改、查詢功能，能根據(jù)需要進(jìn)行操作人員的密碼修改和設(shè)置功能。

(2)數(shù)據(jù)庫(kù)管理

系統(tǒng)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能，包括數(shù)據(jù)庫(kù)的參數(shù)配置、備份、災(zāi)難恢復(fù)等。具體如下： ? ? 數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)配置：系統(tǒng)支持對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)進(jìn)行配置，如數(shù)據(jù)庫(kù)名稱、路徑等。數(shù)據(jù)庫(kù)備份：系統(tǒng)能按照設(shè)定的周期進(jìn)行備份，并支持手動(dòng)備份，包括備份周期、備份路徑的設(shè)定以及磁盤(pán)空間不足時(shí)的處理策略設(shè)置，并支持?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)。備份策略支持全備份和差分備份。? 數(shù)據(jù)庫(kù)災(zāi)難恢復(fù)：數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生災(zāi)難性錯(cuò)誤時(shí)，可將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到某個(gè)時(shí)間點(diǎn)備份的數(shù)據(jù)庫(kù)。

(3)權(quán)限管理

收費(fèi)站系統(tǒng)通過(guò)“操作人員—角色—操作權(quán)限”的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提供了完備的權(quán)限管理機(jī)制。管理員可以對(duì)收費(fèi)站系統(tǒng)的操作人員、下屬車(chē)道系統(tǒng)的操作人員進(jìn)行權(quán)限分配操作。

操作權(quán)限包含只讀和讀寫(xiě)兩種屬性，具有讀寫(xiě)權(quán)限的操作人員可以進(jìn)行權(quán)限范圍內(nèi)的系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置和更改。

所有操作人員都可以更改自己賬號(hào)的登錄密碼。

(4)日志管理

日志管理功能可對(duì)收費(fèi)站系統(tǒng)的日志進(jìn)行記錄和查詢。

日志記錄：收費(fèi)站系統(tǒng)自動(dòng)記錄操作人員操作日志，日志內(nèi)容包括操作人員的個(gè)人信息、操作時(shí)間、地點(diǎn)、所進(jìn)行的合法操作、所進(jìn)行的非法操作、操作中產(chǎn)生的異常。

日志查詢：操作人員可以對(duì)日志進(jìn)行查詢。

3.1.4.5查詢統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)

以下的查詢統(tǒng)計(jì)都支持對(duì)結(jié)果的打印功能。

(1)查詢

? 灰/黑名單車(chē)輛查詢

查詢的內(nèi)容包括：CPU卡內(nèi)部編號(hào)、車(chē)牌號(hào)、卡片路網(wǎng)編號(hào)、灰/黑名單生成時(shí)間、類型（黑名單和灰名單兩種類型）、灰/黑名單生成原因。

? 費(fèi)率表查詢

查詢的內(nèi)容包括：費(fèi)率表版本號(hào)、入口收費(fèi)站、出口收費(fèi)站、車(chē)型、收費(fèi)里程（km）、收費(fèi)金額（元）。? 車(chē)型分類編號(hào)查詢

查詢車(chē)型分類編號(hào)和車(chē)型分類名稱。? 車(chē)種分類編號(hào)查詢

查詢車(chē)種分類編號(hào)和車(chē)種分類名稱。車(chē)種包括普通車(chē)、公務(wù)車(chē)、軍警車(chē)、緊急車(chē)、免費(fèi)車(chē)、車(chē)隊(duì)。? 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)查看

可以查看的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包括：卡片類型、協(xié)約類型、合同版本表、服務(wù)提供商、路段編碼、收費(fèi)站編碼。

入/出口車(chē)道交易記錄查詢

對(duì)于入口車(chē)道，“出口信息、交易金額”等信息都顯示“無(wú)”。

(2)統(tǒng)計(jì)報(bào)表

報(bào)表格式和交通部制定的《收費(fèi)公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)技術(shù)要求》的附錄五中的附件A“均一制、開(kāi)放式、混合式收費(fèi)系統(tǒng)報(bào)表格式”一致。

報(bào)表的內(nèi)容包括： ? ? ? 收費(fèi)情況統(tǒng)計(jì)：按車(chē)型、車(chē)種分類，按小時(shí)段、日、月、年分類； 車(chē)流量統(tǒng)計(jì)：按車(chē)型、車(chē)種分類，按小時(shí)、日、月、年分類； 特殊車(chē)輛統(tǒng)計(jì)：包含在“按車(chē)種分類的車(chē)流量統(tǒng)計(jì)”之中。

報(bào)表格式支持用戶自定義設(shè)計(jì)，既可以滿足標(biāo)準(zhǔn)，又可以滿足客戶的個(gè)性化需要。? 數(shù)據(jù)通信管理子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信管理子系統(tǒng)向上負(fù)責(zé)和路段收費(fèi)分中心的數(shù)據(jù)同步通信，向下負(fù)責(zé)和車(chē)道系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步通信。

軟件通信接口支持各種通用的接口協(xié)議（如Socket、SOAP協(xié)議等等），很容易和其他的同構(gòu)/異構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。3.1.4.6與車(chē)道系統(tǒng)同步數(shù)據(jù)(1)向車(chē)道系統(tǒng)下發(fā)數(shù)據(jù)

如果車(chē)道系統(tǒng)設(shè)置的時(shí)間服務(wù)器是收費(fèi)站服務(wù)器，則車(chē)道系統(tǒng)定期從收費(fèi)站系統(tǒng)接收同步時(shí)鐘。

(2)從車(chē)道系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)

從車(chē)道接收的數(shù)據(jù)包括：入/出口車(chē)道收費(fèi)交易記錄、車(chē)輛交易告警信息、設(shè)備告警信息、設(shè)備狀態(tài)信息、車(chē)輛交易處理過(guò)程信息、上下班登記表。

其中，入/出口車(chē)道收費(fèi)交易記錄包括：車(chē)道ID、卡號(hào)、卡類型、入口收費(fèi)站名稱、入口日期時(shí)間、出口收費(fèi)站名出、出口（交易）日期時(shí)間、出口車(chē)道類型（封閉式/開(kāi)放式）、交易金額、卡余額、車(chē)型、車(chē)牌、脫機(jī)交易序號(hào)、交易狀態(tài)（成功/失?。?、終端機(jī)編號(hào)、終端機(jī)交易序號(hào)、交易驗(yàn)證碼。

3.1.4.7數(shù)據(jù)融合

數(shù)據(jù)融合是指收費(fèi)站系統(tǒng)將ETC車(chē)道上傳的數(shù)據(jù)和MTC車(chē)道上傳的數(shù)據(jù)融合在一起，屏蔽掉車(chē)道收費(fèi)類型的差異。收費(fèi)站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信管理子系統(tǒng)將ETC車(chē)道系統(tǒng)上報(bào)的收費(fèi)數(shù)據(jù)和MTC車(chē)道系統(tǒng)上報(bào)的收費(fèi)數(shù)據(jù)的字段合并在一起，取其并集，從而達(dá)到數(shù)據(jù)融合的目的。

(1)與路段收費(fèi)分中心同步數(shù)據(jù)

收費(fèi)站從路段收費(fèi)分中心接收的數(shù)據(jù)包括：灰/黑名單車(chē)輛表、費(fèi)率表、車(chē)輛類別表、車(chē)輛用戶類別、服務(wù)提供商信息表、協(xié)議類型表、合同版本號(hào)表、卡片類型表、車(chē)道參數(shù)表、操作人員信息表、路段編碼、站編碼。

3.1.4

工作流程

收費(fèi)站系統(tǒng)的工作流程大部分是軟件操作流程，這里僅對(duì)一些主要流程作簡(jiǎn)要描述。

3.1.4.1 車(chē)道參數(shù)下發(fā)流程

收費(fèi)站系統(tǒng)中的參數(shù)一般為自動(dòng)下發(fā)到車(chē)道系統(tǒng)，但對(duì)于一些特殊情況，如重新安裝了車(chē)道系統(tǒng)等情況，需要從收費(fèi)站手工將參數(shù)下發(fā)到車(chē)道。

手工下發(fā)參數(shù)流程：

1)選擇菜單“參數(shù)管理->車(chē)道參數(shù)下發(fā)”，彈出車(chē)道參數(shù)下發(fā)界面； 2)選擇要下發(fā)的參數(shù)、車(chē)道； 3)確認(rèn)關(guān)閉，返回成功信息。

3.1.4.2 查詢統(tǒng)計(jì)流程

1)選擇查詢/統(tǒng)計(jì)功能菜單； 2)輸入相應(yīng)查詢/統(tǒng)計(jì)條件； 3)返回查詢/統(tǒng)計(jì)結(jié)果； 4)查看結(jié)果或者打印結(jié)果； 5)確認(rèn)關(guān)閉。

3.1.4.3 收費(fèi)稽核流程

收費(fèi)稽核流程描述如下： 1)查詢稽核內(nèi)容； 2)進(jìn)行稽核操作； 3)保存稽核結(jié)果。

3.1.4.4 監(jiān)控流程

收費(fèi)站監(jiān)控服務(wù)器圖 3.4 監(jiān)控流程

車(chē)道計(jì)算機(jī)

1)車(chē)道計(jì)算機(jī)將交易信息、車(chē)道設(shè)備狀態(tài)上報(bào)給收費(fèi)站監(jiān)控服務(wù)器；

2)收費(fèi)站監(jiān)控服務(wù)器實(shí)時(shí)顯示車(chē)道計(jì)算機(jī)上報(bào)的信息，提供友好的用戶界面給收費(fèi)站管理者，如果有異常情況，則收費(fèi)站監(jiān)控客戶端會(huì)發(fā)出告警信息。3.2 收費(fèi)車(chē)道子系統(tǒng)

3.2.1

車(chē)道子系統(tǒng)特點(diǎn)

1、支持ETC/MTC一鍵切換

本系統(tǒng)兼容ETC與MTC系統(tǒng)，輕松實(shí)現(xiàn)兩種收費(fèi)方式間的一鍵切換，在識(shí)讀設(shè)備出現(xiàn)故障、MTC車(chē)道擁堵以致阻塞ETC車(chē)道或者客戶有其它需求的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)ETC與MTC收費(fèi)方式間的實(shí)時(shí)切換，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，最大限度地提高車(chē)道的利用率。

2、支持ETC/MTC組合式收費(fèi)模式

本系統(tǒng)兼容ETC系統(tǒng)的雙界面卡，可以支持組合收費(fèi)。支持ETC雙界面卡用戶的ETC入MTC出、MTC入ETC出、MTC入MTC出等通行方式，最大限度的滿足不同用戶的要求。電子標(biāo)簽采用雙片式（電子標(biāo)簽+雙界面卡）。將雙界面卡插入ETC電子標(biāo)簽中可以實(shí)現(xiàn)不停車(chē)通過(guò)ETC專用車(chē)道，使用雙界面卡采用普通刷卡方式可以通過(guò)人工收費(fèi)車(chē)道。組合收費(fèi)模式可以很好的適應(yīng)國(guó)內(nèi)路網(wǎng)復(fù)雜、多數(shù)入口和出口收費(fèi)站車(chē)流量小、車(chē)道少的現(xiàn)狀。

3、可有效提高道路的通行效率，降低環(huán)境污染

在手工收費(fèi)方式下，收費(fèi)作業(yè)的完成比較耗時(shí)，而且效率低。收費(fèi)車(chē)道通行速度慢。當(dāng)高速公路車(chē)流密集時(shí)會(huì)有通行車(chē)輛在收費(fèi)車(chē)道排隊(duì)等候的情況發(fā)生。一方面造成高速公路通行能力大幅下降。另一方面，由于排隊(duì)等候車(chē)輛的鳴笛和頻繁啟動(dòng)所引起的有害廢氣排放，會(huì)造成收費(fèi)車(chē)道周?chē)h(huán)境的污染。

本系統(tǒng)可有效縮短收費(fèi)時(shí)間，提高公路的通行能力，降低對(duì)收費(fèi)車(chē)道周?chē)h(huán)境的污染。在MTC方式下，服務(wù)時(shí)間小于8s（入口）、20s（出口），在ETC方式下，服務(wù)時(shí)間小于3s。

4、支持非現(xiàn)金付費(fèi)

本系統(tǒng)可以支持月/年卡、公務(wù)卡、預(yù)付卡、儲(chǔ)值卡、記帳卡等攜卡車(chē)輛通行，實(shí)現(xiàn)電子支付，提高車(chē)道通行能力。

5、具備完備的安全體系

安全體系包括交易安全和數(shù)據(jù)安全。ETC系統(tǒng)具備嚴(yán)密的密鑰體系，密鑰由上級(jí)管理部門(mén)分發(fā)，分多個(gè)等級(jí)，高一等級(jí)的密鑰只用于保護(hù)下一等級(jí)的密鑰，最低等級(jí)

的密鑰應(yīng)用在IC卡、ESAM卡和PSAM卡等終端應(yīng)用介質(zhì)中。采用3DES加密技術(shù)，密鑰驗(yàn)證符合金融交易安全的要求，一般包括內(nèi)部認(rèn)證、外部認(rèn)證等認(rèn)證過(guò)程。數(shù)據(jù)安全包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，通過(guò)采用訪問(wèn)控制、認(rèn)證、機(jī)密控制、數(shù)據(jù)完整性控制等措施來(lái)保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸?shù)陌踩?。MTC系統(tǒng)除了技術(shù)上的保障之外，還有嚴(yán)格的管理制度，有效的保障了系統(tǒng)的安全。

6、可有效解決跟車(chē)問(wèn)題

當(dāng)有多個(gè)車(chē)輛同時(shí)進(jìn)入RSU天線覆蓋區(qū)域時(shí)，將出現(xiàn)跟車(chē)問(wèn)題。本系統(tǒng)很好的解決了跟車(chē)問(wèn)題，保證在跟車(chē)的情況下，合法的車(chē)輛可以順利通過(guò)ETC車(chē)道，并完成收費(fèi)，而非法的車(chē)輛將會(huì)被攔截。

7、可有效解決鄰道干擾問(wèn)題

當(dāng)部署多條ETC車(chē)道或攜帶電子標(biāo)簽的車(chē)輛通行ETC車(chē)道鄰近的MTC車(chē)道時(shí)，由于天線的覆蓋區(qū)域重疊，射頻信號(hào)反射等因素，本車(chē)道的RSU可能會(huì)接收到鄰近車(chē)道車(chē)輛的信號(hào)，造成鄰道干擾問(wèn)題。本系統(tǒng)通過(guò)精準(zhǔn)的頻率控制，使用信道隔離技術(shù)，可以有效解決鄰道干擾問(wèn)題。

8、一體化設(shè)計(jì)，整體解決方案

提供車(chē)道子系統(tǒng)完整的軟硬件系統(tǒng)集成。

3.2.2

車(chē)道子系統(tǒng)組成

在各個(gè)設(shè)備中，電子標(biāo)簽讀寫(xiě)天線（路側(cè)單元RSU）通過(guò)網(wǎng)線直接連接到位于收費(fèi)亭的車(chē)道計(jì)算機(jī)上，讀寫(xiě)天線與車(chē)載電子標(biāo)簽之間的信息交換由車(chē)道控制應(yīng)用程序直接控制；其它設(shè)備如自動(dòng)欄桿、費(fèi)額顯示器、車(chē)道通行燈、車(chē)輛檢測(cè)器等設(shè)備則通過(guò)車(chē)道控制器與車(chē)道計(jì)算機(jī)連接，由應(yīng)用程序控制，視頻信號(hào)通過(guò)字符疊加器疊加過(guò)車(chē)信息后傳至收費(fèi)站的監(jiān)視器上。

3.2.3

系統(tǒng)功能

3.2.3.1車(chē)輛檢測(cè)功能

系統(tǒng)能夠通過(guò)地感線圈檢測(cè)到進(jìn)入ETC車(chē)道的車(chē)輛，對(duì)經(jīng)過(guò)車(chē)輛進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)。并根據(jù)RSU的識(shí)別結(jié)果判斷車(chē)輛是否具有電子標(biāo)簽（OBU）。3.2.3.2自動(dòng)收費(fèi)處理功能

系統(tǒng)提供自動(dòng)收費(fèi)處理功能，在沒(méi)有工作人員參與的情況下完成收費(fèi)工作。

當(dāng)安裝有OBU設(shè)備的車(chē)輛經(jīng)過(guò)ETC車(chē)道入口時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將入口信息寫(xiě)入雙界面卡（或高頻卡，下同，本系統(tǒng)同時(shí)支持雙界面卡和高頻卡），入口信息包括：通過(guò)區(qū)域號(hào)、路段號(hào)、站點(diǎn)號(hào)、車(chē)道號(hào)、入口時(shí)間、入口狀態(tài)標(biāo)識(shí)、車(chē)型、車(chē)牌號(hào)碼。

當(dāng)安裝有OBU設(shè)備的車(chē)輛經(jīng)過(guò)標(biāo)識(shí)站時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將標(biāo)識(shí)站信息寫(xiě)入雙界面卡。當(dāng)安裝有OBU設(shè)備的車(chē)輛經(jīng)過(guò)ETC車(chē)道出口時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)從雙界面卡讀取的入口信息，查詢系統(tǒng)中的費(fèi)率表，計(jì)算出收費(fèi)額度，將出口信息寫(xiě)入雙界面卡并進(jìn)行扣款操作（如果是儲(chǔ)值卡）。出口信息包括：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)號(hào)、站點(diǎn)號(hào)、車(chē)道號(hào)、時(shí)間、出口狀態(tài)標(biāo)識(shí)、車(chē)型、車(chē)牌號(hào)碼。

完成自動(dòng)收費(fèi)以后，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生收費(fèi)記錄，記錄如下信息：車(chē)道序列號(hào)、卡編號(hào)、卡類型、入口名稱、入口日期時(shí)間、出口名稱、出口（交易）日期時(shí)間、出口車(chē)道類型、交易金額、雙界面卡余額、車(chē)型、車(chē)牌、脫機(jī)交易序號(hào)、終端機(jī)編號(hào)、終端交易序號(hào)、交易驗(yàn)證碼。

3.2.3.3設(shè)備控制功能

系統(tǒng)能夠根據(jù)對(duì)車(chē)輛的收費(fèi)處理情況正確控制車(chē)道設(shè)備的動(dòng)作，包括：自動(dòng)欄桿的升起下落、雨棚燈的切換、通行信號(hào)燈的切換、聲光報(bào)警器的開(kāi)啟和關(guān)閉、費(fèi)額顯示器的顯示等。

3.2.3.4圖像抓拍識(shí)別功能

系統(tǒng)對(duì)經(jīng)過(guò)ETC車(chē)道的當(dāng)前車(chē)輛進(jìn)行圖像抓拍，并將該抓拍圖像和處理信息關(guān)聯(lián)后保存以供事后追查。

系統(tǒng)對(duì)過(guò)車(chē)抓拍圖像具有車(chē)牌識(shí)別功能，可以將車(chē)牌識(shí)別結(jié)果與抓拍圖像關(guān)聯(lián)后保存，以供事后稽查。

3.2.3.5異常車(chē)輛處理功能

系統(tǒng)提供異常車(chē)輛處理功能。對(duì)于經(jīng)過(guò)ETC車(chē)道的異常車(chē)輛（未成功進(jìn)行入口信息寫(xiě)入或出口收費(fèi)處理的車(chē)輛），系統(tǒng)會(huì)使自動(dòng)欄桿保持關(guān)閉狀態(tài)以攔截車(chē)輛，同時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，提醒工作人員進(jìn)行處理。

3.2.3.6數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能

系統(tǒng)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能，包括數(shù)據(jù)庫(kù)的參數(shù)配置、備份、災(zāi)難恢復(fù)等。具體如下：

? ? 數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)配置：系統(tǒng)支持對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)進(jìn)行配置，如數(shù)據(jù)庫(kù)名稱、路徑等。數(shù)據(jù)庫(kù)備份：系統(tǒng)能按照設(shè)定的周期進(jìn)行備份，并支持手動(dòng)備份，包括備份周期、備份路徑的設(shè)定以及磁盤(pán)空間不足時(shí)的處理策略設(shè)置，并支持?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)。備份策略支持全備份和差分備份。? 數(shù)據(jù)庫(kù)災(zāi)難恢復(fù)：數(shù)據(jù)庫(kù)操作發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，可將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到某個(gè)時(shí)間點(diǎn)備份的數(shù)據(jù)庫(kù)

3.2.3.7數(shù)據(jù)同步功能

系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)同步功能，車(chē)道服務(wù)器可以獨(dú)立完成一次收費(fèi)交易，但交易信息可及時(shí)同步到收費(fèi)站系統(tǒng)。系統(tǒng)也可以及時(shí)接收收費(fèi)站下發(fā)的運(yùn)行參數(shù)信息。

系統(tǒng)上傳的信息包括：原始交易數(shù)據(jù)、入口車(chē)道的過(guò)車(chē)記錄、上下班登記表、設(shè)備狀態(tài)信息、車(chē)道處理過(guò)程信息等。

接收收費(fèi)站的下傳信息包括：同步時(shí)鐘、費(fèi)率表、黑名單、通行卡有效啟用日期、OBU有效啟用日期、收費(fèi)站信息表、收費(fèi)員信息表等。

3.2.3.8日志管理功能

系統(tǒng)具有日志管理功能，可對(duì)系統(tǒng)日志進(jìn)行記錄和查詢。

? 日志記錄：本系統(tǒng)自動(dòng)記錄管理人員操作日志和系統(tǒng)運(yùn)行信息日志，包括操作人員的個(gè)人信息、操作時(shí)間、地點(diǎn)、所進(jìn)行的合法操作、所進(jìn)行的非法操作、操作中產(chǎn)生的異常、系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生的異常等。? 日志查詢：操作人員可以對(duì)日志進(jìn)行查詢，便于系統(tǒng)的維護(hù)和事故的追查。3.2.3.9RSU配置功能

系統(tǒng)提供RSU配置功能，可通過(guò)專用配置管理工具配置RSU的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、射頻參數(shù)、業(yè)務(wù)參數(shù)等信息。

網(wǎng)絡(luò)參數(shù)包括RSU的IP地址、子網(wǎng)掩碼、車(chē)道計(jì)算機(jī)IP地址和端口、時(shí)間服務(wù)器IP等信息。

射頻參數(shù)包括天線功率、調(diào)制深度、通信頻點(diǎn)等信息。

業(yè)務(wù)參數(shù)包括協(xié)議物理層類型、握手命令重傳個(gè)數(shù)、握手命令等待響應(yīng)時(shí)間、ETC交易類型等信息。

3.2.3.10脫機(jī)工作功能

系統(tǒng)提供脫機(jī)工作功能，當(dāng)車(chē)道系統(tǒng)與收費(fèi)站的通信出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)可降級(jí)運(yùn)行和脫機(jī)操作，獨(dú)立完成對(duì)經(jīng)過(guò)車(chē)輛的收費(fèi)處理操作，待網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)恢復(fù)正常后再將交易記錄等數(shù)據(jù)上傳給收費(fèi)站。

3.2.5

ETC車(chē)道系統(tǒng)工作流程

開(kāi)始（車(chē)道開(kāi)啟）結(jié)束（車(chē)道關(guān)閉）車(chē)輛駛?cè)胲?chē)道下一輛車(chē)進(jìn)入欄桿關(guān)閉，通行信號(hào)燈變紅RSU和OBE通信副線圈感應(yīng)到車(chē)輛離開(kāi)驗(yàn)證OBE合法性并交易成功車(chē)輛駛離車(chē)道主線圈檢測(cè)到車(chē)輛欄桿打開(kāi)，通行信號(hào)燈變綠觸發(fā)攝相機(jī)拍照字符疊加，生成交易記錄 圖3.5 ETC車(chē)輛典型通關(guān)流程

ETC車(chē)道系統(tǒng)工作流程如下： ? 首先，車(chē)輛進(jìn)入讀寫(xiě)天線覆蓋范圍，讀寫(xiě)天線與車(chē)輛上電子標(biāo)簽進(jìn)行通訊，通過(guò)抓拍線圈時(shí)如果讀寫(xiě)天線仍然沒(méi)有檢測(cè)到電子標(biāo)簽，證明車(chē)輛沒(méi)有電子標(biāo)簽，則報(bào)警并保持車(chē)道關(guān)閉； ? 如果車(chē)輛裝有電子標(biāo)簽，讀寫(xiě)天線和電子標(biāo)簽進(jìn)行通訊交互，同時(shí)判斷電子標(biāo)簽的合法性，包括是否含有CPU卡，卡內(nèi)余額是否充足等，如果標(biāo)簽有效則進(jìn)行交易，如果標(biāo)簽無(wú)效則報(bào)警并保持車(chē)道關(guān)閉； ? 在車(chē)輛觸發(fā)抓拍線圈時(shí)，啟動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)行拍照，將車(chē)輛拍照信息以及車(chē)輛電子標(biāo)簽信息同時(shí)保存到車(chē)道計(jì)算機(jī)，并可以進(jìn)行信息比對(duì)，如果抓拍信息與電子標(biāo)簽信息不符則報(bào)警； ? ? ? 如果車(chē)輛電子標(biāo)簽與車(chē)輛拍照信息相符，則通行信號(hào)燈變綠，抬起欄桿放行； 車(chē)輛通過(guò)防砸車(chē)線圈后，欄桿自動(dòng)回落，通行信號(hào)燈變紅；

系統(tǒng)保存交易記錄，并將其上傳至收費(fèi)站服務(wù)器中，等待下一輛車(chē)進(jìn)入。

TCP/IPRS232RS232RS232TCP/IPTCP/IP費(fèi)額顯示器聲光報(bào)警器通行信號(hào)燈收費(fèi)站服務(wù)器崗?fù)ぼ?chē)道攝像機(jī)通信區(qū)域抓拍線圈RSU車(chē)道控制器防砸車(chē)線圈ETC車(chē)道崗?fù)?/p>

圖3.6 ETC車(chē)道系統(tǒng)工作流程 3.2.6

車(chē)道子系統(tǒng)軟件

ETC軟件系統(tǒng)包括車(chē)道系統(tǒng)和后臺(tái)管理系統(tǒng)兩大部分。

3.2.6.1車(chē)道軟件

車(chē)道系統(tǒng)包括以下子系統(tǒng)：車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng)、車(chē)輛識(shí)別系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)、圖像抓拍系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、設(shè)備診斷系統(tǒng)。

圖3.7 車(chē)道控制軟件界面

3.2.6.2后臺(tái)管理軟件

后臺(tái)管理系統(tǒng)則由站監(jiān)控系統(tǒng)、中心管理系統(tǒng)以及系統(tǒng)接口等部分組成。

圖3.8 后臺(tái)管理系統(tǒng)

3.2.6.3軟件特色

系統(tǒng)采用模塊化方法設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)靈活。在基本配置下，可以靈活增加功能模塊，進(jìn)行多種形式的靈活配置；可以根據(jù)路段車(chē)流特征、交通管理和不同運(yùn)營(yíng)方式的需要，通過(guò)軟件靈活進(jìn)行車(chē)道類型選擇和運(yùn)營(yíng)參數(shù)配置。同時(shí)，為了保證交易數(shù)據(jù)的上傳以便業(yè)主及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)帳，以及為了及時(shí)給車(chē)道下發(fā)新的運(yùn)營(yíng)參數(shù)，系統(tǒng)提供了收費(fèi)站數(shù)據(jù)庫(kù)與車(chē)道計(jì)算機(jī)之間通過(guò)網(wǎng)外介質(zhì)上傳、下發(fā)數(shù)據(jù)的機(jī)制。

3.2.7

車(chē)道部署

ETC車(chē)道建設(shè)部署方式主要有兩種方式，一種采用車(chē)道中置的方式，對(duì)現(xiàn)有人工收費(fèi)站改動(dòng)較大，需要大量的土建施工；另一種建設(shè)部署方式只需要在現(xiàn)有車(chē)道上增加ETC系統(tǒng)中電子標(biāo)簽的讀寫(xiě)天線（路側(cè)單元RSU）這樣的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)現(xiàn)有人工收費(fèi)車(chē)道改動(dòng)相對(duì)較小。ETC車(chē)道主要包括的設(shè)備有電子標(biāo)簽讀寫(xiě)天線（路側(cè)單元RSU）、車(chē)道通行信號(hào)燈、費(fèi)額顯示器、自動(dòng)欄桿機(jī)、車(chē)輛檢測(cè)器、車(chē)道攝像機(jī)等設(shè)備。

3.4.1 ETC車(chē)道建設(shè)部署方式一

ETC車(chē)道建設(shè)部署方式一如下圖所示：

MTC車(chē)道高速公路入口聲光告警器通行信號(hào)燈攝像機(jī)費(fèi)額顯示器L雨棚信號(hào)燈ETC車(chē)道高速道閘崗?fù)び昱镄盘?hào)燈ETC車(chē)道RSU地感線圈BMTC車(chē)道高速公路出口車(chē)道控制器聲光告警器通行信號(hào)燈攝像機(jī)通信區(qū)域地感線圈A

車(chē)道中置

為了使安裝有電子標(biāo)簽的車(chē)輛能夠方便快捷通過(guò)ETC車(chē)道，ETC車(chē)道一般采取中置設(shè)置原則，即將ETC車(chē)道設(shè)置在中央分隔帶兩側(cè)的車(chē)道。

WETC收費(fèi)島加長(zhǎng)，欄桿與MTC島頭平齊

ETC收費(fèi)島比MTC收費(fèi)島長(zhǎng)，ETC車(chē)道系統(tǒng)自動(dòng)欄桿機(jī)的水平位置與MTC收費(fèi)島島頭頂端平齊。在該種布局下，當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入ETC車(chē)道出現(xiàn)交易異常后，可以不需要倒車(chē)即可順利駛到右邊的MTC收費(fèi)車(chē)道，最大限度地保障了ETC車(chē)道的通暢，也避免了許多由于誤入車(chē)輛帶來(lái)的麻煩。

欄桿常閉

ETC車(chē)道采用欄桿常閉式設(shè)計(jì)，在目前，欄桿常閉式設(shè)計(jì)比較符合中國(guó)的國(guó)情，可有效防止非法車(chē)輛的逃費(fèi)行為。

3.4.2 ETC車(chē)道建設(shè)部署方式二

ETC車(chē)道建設(shè)部署方式二如下圖所示：

崗?fù)TC車(chē)道崗?fù)SU/雨棚燈ETC車(chē)道車(chē)道控制器地感線圈通信區(qū)域聲光告警器車(chē)道攝像機(jī)費(fèi)額顯示器通行信號(hào)燈崗?fù)ねㄐ行盘?hào)燈聲光告警器崗?fù)ぼ?chē)道攝像機(jī)車(chē)道控制器費(fèi)額顯示器ETC車(chē)道通信區(qū)域地感線圈RSU/雨棚燈崗?fù)TC車(chē)道崗?fù)?/p>

ETC車(chē)道建設(shè)部署方式二

ETC車(chē)道建設(shè)部署方式二對(duì)MTC車(chē)道做盡量少的改造，使之應(yīng)用于ETC收費(fèi)，車(chē)輛進(jìn)入ETC車(chē)道如果自動(dòng)收費(fèi)不成功，則人工干預(yù)抬桿放行或車(chē)輛退出ETC車(chē)道進(jìn)入MTC收費(fèi)。3.3 發(fā)卡子系統(tǒng)

3.3.1 系統(tǒng)組成

發(fā)卡子系統(tǒng)布置于各服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，包括工控機(jī)、OBU發(fā)卡器(OBU)、雙界面卡發(fā)卡器(雙界面卡)，在單業(yè)主系統(tǒng)中，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到路段收費(fèi)分中心；在聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的系統(tǒng)中，發(fā)卡子系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到省域或區(qū)域收費(fèi)管理中心（可參考6.6.2架構(gòu)）。實(shí)現(xiàn)的主要功能如下：

? 提供OBU和雙界面卡的發(fā)放以及掛失、解掛、注銷和雙界面卡的充值等服務(wù) 采用C/S結(jié)構(gòu)，連接到中心數(shù)據(jù)庫(kù)，不受地域的限制，完全可以在需要的地方設(shè)置服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)。其中OBU和雙界面卡的服務(wù)又是可以獨(dú)立的，可以只提供OBU或雙界面卡的服務(wù)，也可以同時(shí)提供兩種服務(wù)。

第4章 ETC不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)關(guān)鍵產(chǎn)品說(shuō)明

在ETC建設(shè)過(guò)程中，從目前情況來(lái)看，一般招標(biāo)過(guò)程采用由集成商來(lái)進(jìn)行投標(biāo)的形式，一般其利潤(rùn)來(lái)源于車(chē)道控制器。每個(gè)省市一般都有本省市做MTC的軟件公司進(jìn)行ETC車(chē)道軟件及收費(fèi)站軟件的軟件供應(yīng)商，一般來(lái)說(shuō)，我們只能以設(shè)備供應(yīng)商來(lái)參與投標(biāo)。在少數(shù)的幾個(gè)省市，可能會(huì)有我們的車(chē)道軟件的市場(chǎng)。在這種情況下，在與各地的合作過(guò)程中要有正確度市場(chǎng)定位。

4.1 路側(cè)設(shè)備RSU

RSU(ZXRIS 8900)通訊可以適用于無(wú)防護(hù)的一款室外型路側(cè)控制單元。其特點(diǎn)如下： ? 通過(guò)了國(guó)家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心對(duì)產(chǎn)品的物理層測(cè)試、協(xié)議和互操作測(cè)試，完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；

? 基于ISO和CEN規(guī)定的5.8GHz微波專用短程通訊（DSRC）技術(shù)，符合DSRC國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的互換性和兼容性；

? 內(nèi)置PSAM模塊，在線密鑰計(jì)算與認(rèn)證，確保數(shù)據(jù)安全，基于多重DES或RSA加密技術(shù)，防止鏈路竊聽(tīng)與數(shù)據(jù)破解；

? 支持高安全性電子錢(qián)包交易方式，符合PBOC2.0規(guī)范； ? 先進(jìn)的防碰撞技術(shù)，支持多OBU交易；

? 可存儲(chǔ)交易信息大于8000條，支持程序遠(yuǎn)程更新，支持交易數(shù)據(jù)下載； ? 軍工級(jí)的天線設(shè)計(jì)水平，保證了更窄的波瓣角和更高的增益； ? 天線與控制單元一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，業(yè)內(nèi)體積最小，安裝便捷； ? 兼容單片/兩片式電子標(biāo)簽；

? 安裝方式靈活，水平/垂直方向可旋轉(zhuǎn)，多自由度可調(diào)，支持頂掛、側(cè)掛和壁掛，可調(diào)角度范圍為0～90°，便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)測(cè)；

? 可配置天線工作方式，發(fā)射功率動(dòng)態(tài)可調(diào)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定標(biāo)，便于規(guī)劃調(diào)整和覆蓋優(yōu)化；

? 良好的熱設(shè)計(jì)及智能溫度控制系統(tǒng)，可保證產(chǎn)品在超低溫啟動(dòng)及運(yùn)行、高溫運(yùn)行等方面特性良好；

? 可遠(yuǎn)程配置工作頻點(diǎn)，使用頻道隔離技術(shù)，頻點(diǎn)精準(zhǔn)；

? 水平半功率波瓣角度小，鄰道泄漏功率比高于標(biāo)準(zhǔn)要求，有利于克服鄰道干擾； ? 內(nèi)置電源適配器，支持交流直接輸入，動(dòng)態(tài)范圍85~300VAC； ? 高可靠性，在室外無(wú)需任何防雨、防塵設(shè)施，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65； ? 全室外設(shè)備，全天候工作，高強(qiáng)度防雷設(shè)計(jì)，可以承受強(qiáng)雷電襲擊；

? RSU與車(chē)道軟件之間的通信接口支持最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，與其它廠家的車(chē)道軟件通信時(shí)可靈活定制通信接口，并可提供整套軟件開(kāi)發(fā)包。

技術(shù)參數(shù)如下： 1.機(jī)械特性

1)尺寸：296×199×57mm（一體機(jī)）

2)重量：2.5kg

3)外殼材料：底殼：鑄鋁

表殼：ABS+PC 4)安裝位置：龍門(mén)架、懸臂、立柱 5)安裝方式：頂掛、側(cè)掛、壁掛 2.微波鏈路特性

1)調(diào)制方式：ASK 2)編碼方式：FM0 3)工作頻率：上行5.790/5.800GHz

下行5.830/5.840GHz 4)通訊速率：上行512kbps

下行256kbps

5)通訊距離：0~30m（可調(diào)）6)發(fā)射功率：≤33dBm 7)天線極化：右旋圓極化 8)接收靈敏度：≤-80dBm 9)接收帶寬：﹤5MHz 10)天線半功率角：水平半功率波瓣寬度小于20°

垂直半功率波瓣寬度小于38°

3.電氣及應(yīng)用特性

1)電源：額定220VAC/110VAC

動(dòng)態(tài)85~300VAC 2)PSAM卡：規(guī)格：ISO 7816

通訊速率：56kbps 3)外部接口：10/100M FE

RS485/RS232 4)典型交易時(shí)間：＜230ms

5)電氣接口：7路干節(jié)點(diǎn)，輸入/輸出可配 4.環(huán)境參數(shù)

1)工作溫度：-40～+75℃ 2)存儲(chǔ)溫度：-40～+85℃ 3)相對(duì)濕度：4％～95％ 4)防護(hù)等級(jí)：IP65 5)可靠性：MTBF>100,000小時(shí) 6)靜電：

接觸放電：6KV 空氣放電：8KV 性能判據(jù)：Class B 7)工作壽命：>15年 4.2 車(chē)載設(shè)備OBU

? 完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

? 通過(guò)國(guó)家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心對(duì)產(chǎn)品的物理層測(cè)試、協(xié)議和互操作測(cè)試 ? 人性化設(shè)計(jì)

? 外觀小巧時(shí)尚 ? 輕觸式余額查詢按鈕

? 中文LCD、蜂鳴及LED同時(shí)提供，以便于交易提示及電池低壓告警 ? 多種外殼顏色可選，以滿足使用者的個(gè)性化需求

? 支持實(shí)時(shí)顯示電子錢(qián)包余額、交易結(jié)果、讀寫(xiě)工作狀態(tài)等指示信息 ? 識(shí)別穩(wěn)定可靠

? OBU接收靈敏度高，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了防爆膜的影響，保證識(shí)別穩(wěn)定可靠 ? 大范圍的方向適應(yīng)性，適合于不同安裝角度和位置 ? 低功耗設(shè)計(jì)

? 免維護(hù)時(shí)間可達(dá)5年 ? 高抗振性

? 充分考慮擋風(fēng)玻璃弧度，可適用于各類車(chē)型 ? 超強(qiáng)3M雙面膠固定，安裝方便且牢固 ? 高數(shù)據(jù)可靠性

? 機(jī)械防拆設(shè)計(jì)，保護(hù)用戶數(shù)據(jù)，非法拆卸時(shí)，OBU即時(shí)失效并具有報(bào)警指示信息

? 支持全系統(tǒng)密鑰控制及加解密處理

? OBU可大量存儲(chǔ)必要的信息，可采用DSRC方式讀出 ? 良好的兼容性

? 完全按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可兼容任何符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的RSU ? 支持各種類型的邏輯加密卡

? 支持接觸式/非接觸式兩種方式讀寫(xiě)雙界面CPU卡

? CPU卡支持記賬卡和電子錢(qián)包功能，電子錢(qián)包交易符合中國(guó)人民銀行頒布的《中國(guó)金融集成電路（IC）卡規(guī)范》

? 良好的易用性

? 獨(dú)有的數(shù)據(jù)導(dǎo)入/導(dǎo)出功能，支持ICC數(shù)據(jù)導(dǎo)入/導(dǎo)出 ? 支持程序在線更新 ? 支持交易數(shù)據(jù)下載 技術(shù)參數(shù)如下： 1.機(jī)械特性

1)尺寸：85×65×20mm 2)重量：100g 3)外殼材料：ABS+PC 4)安裝位置：汽車(chē)擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)

5)安裝方式：超強(qiáng)3M雙面膠固定，防拆卸開(kāi)關(guān) 2.微波鏈路特性

1)調(diào)制方式：ASK 2)編碼方式：FM0 3)工作頻率：上行5.790/5.800GHz

下行5.830/5.840GHz 4)喚醒時(shí)間：≤1ms 5)喚醒靈敏度：≤-40dBm 6)接收靈敏度：≤-50dBm 7)通訊速率：上行512kbps

下行256kbps 8)天線極化：線極化 3.電氣及應(yīng)用特性

1)功耗：≤5μA（靜態(tài)電流）

≤25mA（工作電流）

2)通訊接口：DSRC（空口）

UART（mini USB接口）

3)典型交易時(shí)間：＜230ms 4)存儲(chǔ)容量：用戶存儲(chǔ)區(qū)>4kB 5)MMI應(yīng)用界面：LCD顯示

蜂鳴器提示

LED狀態(tài)提示

6)電池壽命：3.6V/1300mAh鋰電

工作壽命大于5年

4.環(huán)境參數(shù)

1)工作溫度：-25～+70℃ 2)存儲(chǔ)溫度：-40～+85℃ 3)相對(duì)濕度：5％～95％ 4)可靠性：MTBF>100,000小時(shí) 5)靜電：

接觸放電：6KV 空氣放電：8KV 性能判據(jù)：Class B 6)免維護(hù)時(shí)間：>5年

4.3 車(chē)道控制器

智能化車(chē)道控制器產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單便捷的車(chē)道系統(tǒng)集成。該產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)： ? 具有中央處理單元；

? 具有LCD觸摸屏，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面操作，可獨(dú)立控制外設(shè)，可觀察外設(shè)工作狀態(tài)；

? 具有豐富的通訊接口，包括1路網(wǎng)口，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)；3路RS232接口，控制RS232串口設(shè)備；

? 具有豐富的外設(shè)控制接口，包括6路光電隔離輸入、6路繼電器強(qiáng)電輸出、4路繼電器開(kāi)關(guān)量輸出?？梢元?dú)立控制雨棚燈、通行信號(hào)燈、霧燈、電動(dòng)欄桿機(jī)等；

? 內(nèi)部集成高分辨率視頻采集功能模塊，具有視頻輸入、輸出接口，可實(shí)現(xiàn)視頻采集功能。在分辨率為768×576以上、32位真彩色模式下捕獲的時(shí)速為100公里/小時(shí)的動(dòng)態(tài)車(chē)輛圖像，可清晰辨認(rèn)出車(chē)牌；

? 內(nèi)部集成字符疊加功能模塊，具有視頻疊加圖像功能，并可通過(guò)網(wǎng)口和視頻口輸出疊加圖像；

? 內(nèi)部集成車(chē)輛檢測(cè)功能模塊，可實(shí)現(xiàn)6通道車(chē)輛檢測(cè)功能；

? 檢測(cè)器計(jì)數(shù)誤差小于1×10-4 ? 檢測(cè)車(chē)速可達(dá)100公里/小時(shí) ? 車(chē)道寬度：3.0～4.0米； ? 檢測(cè)器可以通過(guò)觸摸屏復(fù)位； ? 檢測(cè)頻率：觸摸屏操作，4級(jí)可調(diào) ? 檢測(cè)靈敏度：觸摸屏操作，8級(jí)可調(diào)

? 內(nèi)部集成符合ISO14443協(xié)議的高頻讀卡器模塊，可實(shí)現(xiàn)人員鑒權(quán)功能； ? 具有配電模塊，可實(shí)現(xiàn)RSU、電動(dòng)欄桿機(jī)、費(fèi)額顯示器、攝像機(jī)等的供電保護(hù)和控制功能。? 防護(hù)等級(jí)：IP53； ? 工作溫度：-15℃~50℃； ? 儲(chǔ)存溫度：-30℃~60℃；

? 相對(duì)濕度:0~95%、無(wú)冷凝水的情況下能夠正常工作； ? MTBF大于20000小時(shí)； ? MTTR小于0.5小時(shí)。

第5章 ETC不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)及特色

5.1 通訊集成優(yōu)勢(shì)

通訊可以提供全套的解決方案，從硬件設(shè)備（路側(cè)單元RSU、車(chē)載單元OBU、車(chē)道控制器）到車(chē)道控制軟件、收費(fèi)站系統(tǒng)軟件以及遠(yuǎn)程操作維護(hù)平臺(tái)全套解決方案，實(shí)現(xiàn)了軟硬件的無(wú)縫連接，真正實(shí)現(xiàn)了收費(fèi)系統(tǒng)的集成，避免了不同廠家之間產(chǎn)品繁瑣的對(duì)接問(wèn)題，同時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定，控制更加準(zhǔn)確合理，實(shí)現(xiàn)真正無(wú)人職守。

通訊致力于有效整合各類公司資源，實(shí)現(xiàn)ETC系統(tǒng)和公司的傳輸、數(shù)據(jù)、監(jiān)控以及接入產(chǎn)品的集成，提供高速公路信息化的整體解決方案，提供端到端的集成方案和完善的一站式服務(wù)，一攬子的工程實(shí)施方案，為客戶帶來(lái)放心滿意的服務(wù)質(zhì)量。

5.2 通訊系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

5.3.1 ETC/MTC一鍵切換

由于通訊能夠很好的解決鄰道干擾問(wèn)題，其專有技術(shù)可以保證ETC/MTC快速一鍵切換，靈活配置車(chē)道的收費(fèi)模式，加快了響應(yīng)速度。另外，當(dāng)所有車(chē)道都安裝了ETC系統(tǒng)之后，業(yè)主可以自由選擇車(chē)道的工作方式，即哪個(gè)車(chē)道采用ETC收費(fèi)，哪個(gè)車(chē)道采用MTC收費(fèi)，增加了配置的靈活性。

ETC/MTC的區(qū)別僅僅局限于交易層次，對(duì)于ETC/MTC收費(fèi)站能夠完全統(tǒng)一，ETC/MTC系統(tǒng)采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)上傳數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)不丟失。通訊作為無(wú)線通訊的專家，可以將收費(fèi)站員工的管理納入其中，包括：系統(tǒng)權(quán)限管理、考勤、門(mén)禁等管理，功能更加強(qiáng)大，管理更加便捷。

5.3.2 跟車(chē)干擾的解決

跟車(chē)是目前遇到的棘手問(wèn)題，很多廠家由于產(chǎn)品質(zhì)量和性能問(wèn)題，不能有效解決。個(gè)別廠家宣稱通過(guò)“雙天線”方式可以解決跟車(chē)干擾問(wèn)題，其實(shí)不然，所謂的“雙天線”方案不過(guò)是在系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中，由于設(shè)備性能問(wèn)題，經(jīng)常導(dǎo)致OBU與RSU交易時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在單天線覆蓋區(qū)域內(nèi)無(wú)法正常完成整個(gè)交易流程，結(jié)果出現(xiàn)車(chē)輛速度稍快的情況下交易失敗，車(chē)輛無(wú)法正常通過(guò)收費(fèi)站的問(wèn)題?；谝陨锨闆r，只能通過(guò)增加天線，以此增加覆蓋來(lái)保證交易區(qū)域的擴(kuò)大，保證交易流程的完成。

解決跟車(chē)干擾的問(wèn)題，其根本在于解決路側(cè)設(shè)備RSU的覆蓋區(qū)域的連續(xù)與穩(wěn)定，同時(shí)解決車(chē)載單元OBU的一致性，克服了這樣兩個(gè)問(wèn)題，基本可以保證先進(jìn)入交易區(qū)域的車(chē)輛首先進(jìn)行交易，后進(jìn)入交易區(qū)域的車(chē)輛后進(jìn)行交易，從而解決跟車(chē)干擾問(wèn)題。

通訊路側(cè)設(shè)備RSU通訊區(qū)域可以精確控制在5~8米的范圍內(nèi)，同時(shí)車(chē)載單元OBU一致性很高，可以達(dá)到±1db，喚醒時(shí)間小于1ms，從根本上降低了跟車(chē)干擾發(fā)生的幾率。

5.3.3 鄰道干擾的解決

鄰道干擾問(wèn)題是目前常見(jiàn)的問(wèn)題，由于某些廠家的技術(shù)能力限制，設(shè)計(jì)的天線方向性不好，水平波瓣角大，有的甚至大于35°，加之OBU溫漂嚴(yán)重，且系統(tǒng)寬帶接收，因此造成鄰道干擾嚴(yán)重。通訊路側(cè)設(shè)備RSU達(dá)到軍工級(jí)的天線設(shè)計(jì)水平，水平波瓣角小于19°，鄰道泄漏功率比高，OBU的車(chē)載單元溫漂小，能夠準(zhǔn)確接收該車(chē)道頻段的信號(hào)。

5.3 通訊產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

5.4.1 良好高低溫性能

通訊通過(guò)專有技術(shù)保證了設(shè)備具有良好的高低溫性能，OBU可穩(wěn)定工作在-35°到70°的環(huán)境，路側(cè)設(shè)備RSU保證在-40°低溫下能夠正常工作，另外，工業(yè)級(jí)的器件保證了其在70°的高溫下也能正常的工作，無(wú)論嚴(yán)寒酷暑，設(shè)備都可以安全可靠的應(yīng)用于大江南北。

5.4.2 OBU低溫漂設(shè)計(jì)

專有技術(shù)保證OBU溫漂在工作溫度內(nèi)（-35°到70°）低于20ppm，避免由于頻偏引起的通訊不可靠，并且大大降低了鄰道干擾問(wèn)題的產(chǎn)生。

5.4.3 OBU獨(dú)特的喚醒方式

OBU的喚醒方式業(yè)內(nèi)大部分廠家采用的是全部斷電的方式，導(dǎo)致喚醒時(shí)間高達(dá)50~80ms，而通訊采用了半休眠的喚醒方式，即OBU休眠期間保存了部分器件的工作狀態(tài)，類似于筆記本的休眠狀態(tài)，使得OBU喚醒時(shí)間小于1ms，有效降低了整體交易時(shí)間以及發(fā)生跟車(chē)干擾的39

幾率。

5.4.4 OBU 高一致性

強(qiáng)大的研發(fā)能力、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)流程保證了設(shè)備的質(zhì)量和可靠性，保證了產(chǎn)品的高一致性，OBU的高一致性，即控制在±1db，相當(dāng)于通訊距離最多相差1米，同時(shí)OBU的通訊交易靈敏度遠(yuǎn)高于喚醒靈敏度，使得OBU一旦被路側(cè)設(shè)備喚醒必然能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的交易通訊，大大降低了跟車(chē)干擾發(fā)生的幾率。

5.4.5 OBU誤喚醒概率低

在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，個(gè)別廠家的設(shè)備由于接收帶寬比較寬，濾波不好或根本沒(méi)有濾波，受到無(wú)線信號(hào)的影響嚴(yán)重，在手機(jī)通訊基站下經(jīng)常會(huì)被誤喚醒導(dǎo)致電池消耗嚴(yán)重。我司采用專有技術(shù)，保證了OBU接收帶寬處于一個(gè)很窄的范圍，對(duì)其它頻段具有很好的抑制作用，像手機(jī)、基站信號(hào)等不會(huì)影響OBU被誤喚醒，更加節(jié)電。加之我司的天線水平波瓣角小，鄰道泄漏功率比高，防止了鄰道信號(hào)對(duì)OBU的誤喚醒。

5.4.6 RSU一體化設(shè)計(jì)

RSU采用獨(dú)特的一體化設(shè)計(jì)，其整體體積大小僅相當(dāng)于同類產(chǎn)品的三分之一，重量更是同類產(chǎn)品的五分之一，成為業(yè)界體積最小，質(zhì)量最輕的一款路側(cè)設(shè)備，安裝維護(hù)更加方便。由于其數(shù)字部分、射頻部分、天線一體化，外部只需要提供電源和通訊線即可，方便使用。一體化的另外一大好處是：使得前向、反向差損最小，有效的提高了靈敏度及可靠性。

5.4.7 軍工級(jí)的天線設(shè)計(jì)水平

我公司采用的天線堪稱業(yè)界“最小”，軍工級(jí)的設(shè)計(jì)水平保證了更窄的的波瓣角以及更高的增益，天線的一致性好，降低了工程安裝時(shí)，覆蓋范圍調(diào)節(jié)的難度。

精心設(shè)計(jì)的小于19度的RSU天線水平波瓣角，保證掛高5.5米的情況下，通訊區(qū)域可以精確控制在5—8米的范圍內(nèi)，并且通訊區(qū)域?qū)挾刃∮?.3米。鄰道泄漏功率比高于標(biāo)準(zhǔn)要求，有效的克服了鄰道干擾。

增益為16.2dBi，半功率波束寬度為19度，前后比約29dB，副瓣增益3dBi，副瓣波束寬度為33度。第一零陷增益為-10dBi，零陷波束寬度為22度。

當(dāng)相鄰車(chē)道RSU發(fā)射頻率分別為5.83GHz，5.84GHz，RSU水平間距3.5米，掛高5.5米，下傾角度52度，OBU垂直高度1.5米，上仰角度60度時(shí)，本車(chē)道與相鄰車(chē)道信號(hào)比較圖。

OBU接收到本車(chē)到與相鄰車(chē)道信號(hào)比較圖

5.4.8 支持網(wǎng)口等多種通訊方式

路側(cè)設(shè)備RSU提供多種接口方式，包括網(wǎng)口、RS232/485接口，開(kāi)關(guān)量接口，使用更加

方便，兼容性更強(qiáng)，擴(kuò)展性更好。相對(duì)于業(yè)內(nèi)部分廠家，增加的網(wǎng)口通訊方式更加快速高效，降低了交易時(shí)間，同時(shí)有利于RSU與其他設(shè)備的集成組網(wǎng)以及遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控。

5.4.9 設(shè)備防護(hù)

RSU采用密閉設(shè)計(jì)，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65，即：可以完全防止外物及灰塵的侵入，防止來(lái)自各方向由噴射出的水進(jìn)入,可以無(wú)防護(hù)的應(yīng)用于室外 ；同時(shí)，設(shè)備本身具有防雷板，接口采用光耦隔離技術(shù)，可以有效的抗非直擊雷，可安全可靠的工作在高速公路收費(fèi)島附近環(huán)境灰塵密布，氣候惡劣的室外環(huán)境。

5.4.10 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

我司設(shè)備通過(guò)了互聯(lián)互通測(cè)試，完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的兼容性和互操作性；RSU與車(chē)道軟件之間的通信接口支持最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，與其它廠家的車(chē)道軟件通信時(shí)可靈活定制通信接口，并可提供整套軟件開(kāi)發(fā)包。電信級(jí)網(wǎng)管系統(tǒng)、產(chǎn)品的靈活架構(gòu)，保證了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)改變時(shí)，實(shí)現(xiàn)在線升級(jí)，鄭重承諾我們的產(chǎn)品完全符合最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

5.4.11 高性能車(chē)道控制器

自主研發(fā)車(chē)道控制設(shè)備，具有LCD顯示屏及觸摸屏，方便操作；內(nèi)置字符疊加器，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行疊加；具有配電模塊，為車(chē)道控制器及外設(shè)供電，1個(gè)兩極空開(kāi)作為車(chē)道控制器的總開(kāi)關(guān)、5個(gè)單極空開(kāi)對(duì)車(chē)道外設(shè)提供220VAC供電，對(duì)外提供2路DC12V/1A電源，可提供給亭內(nèi)攝像機(jī)或其它集成車(chē)道外部擴(kuò)展設(shè)備；對(duì)外提供6路光電隔離型輸入接口，10路繼電器輸出接口，6路地感線圈輸入接口；具有車(chē)輛檢測(cè)功能；具有高頻讀頭，能夠進(jìn)行操作前刷卡認(rèn)證，增加系統(tǒng)安全性；設(shè)備可靠性高。

第三篇：高速公路不停車(chē)收費(fèi)管理系統(tǒng)解決方案

高速公路不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)一：應(yīng)用背景

不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)又稱電子收費(fèi)系統(tǒng)（Electronic Toll Collection System），簡(jiǎn) 稱ETC系統(tǒng)。自動(dòng)識(shí)別不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)是目前世界上最先進(jìn)的路橋收費(fèi)方式。通過(guò)安裝在車(chē)輛擋風(fēng)玻璃上的電子標(biāo)簽與在收費(fèi)站ETC車(chē)道上的微波天線之間的專用短程通訊，利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺(tái)結(jié)算處理，從而達(dá)到車(chē)輛通過(guò)路橋收費(fèi)站不需停車(chē)就能交納費(fèi)用的目的。

ETC特別適于在高速公路或交通繁忙的橋隧環(huán)境下采用。實(shí)施不停車(chē)收費(fèi)，一方面，可以允許車(chē)輛高速通過(guò)（幾十公里），與傳統(tǒng)的人工收費(fèi)８秒出票相比較，不停車(chē)收費(fèi)大大加快了高速公路收費(fèi)道口的通行能力，據(jù)測(cè)算，較人工收費(fèi)車(chē)道，ETC車(chē)道通行能力將提高４～６倍，可減少車(chē)輛在收費(fèi)口因交費(fèi)、找零等動(dòng)作而引起的排隊(duì)等候。另一方面，也使公路收費(fèi)走向電子化，可降低收費(fèi)管理的成本，有利于提高車(chē)輛的營(yíng)運(yùn)效益，同時(shí)也大幅降低收費(fèi)口的噪聲水平和廢氣排放，并可以杜絕少數(shù)不法的收費(fèi)員貪污路費(fèi)、減少國(guó)家損失，與原來(lái)的人工收費(fèi)和人工電腦收費(fèi)方式相比，實(shí)行不停車(chē)收費(fèi)后具有明顯優(yōu)勢(shì)，不僅極大地改善了路上密集車(chē)輛所造成的環(huán)境污染，減少

車(chē)輛阻塞現(xiàn)象，行車(chē)更加安全，更為主要的是將大大提高路橋收費(fèi)效率。

一般來(lái)說(shuō)對(duì)于公路收費(fèi)系統(tǒng)、車(chē)輛的大小和形狀不同、需要大約4米的讀寫(xiě)距離和很快的讀寫(xiě)速度、也就要求系統(tǒng)的頻率應(yīng)該在900M Hz和2400MHz。射頻卡一般在車(chē)的擋風(fēng)玻璃后面?，F(xiàn)在最現(xiàn)實(shí)的方案是將多車(chē)道的收費(fèi)口，分為兩個(gè)部分：自動(dòng)收費(fèi)口、人工收費(fèi)口。天線架設(shè)在道路的上方。在距收費(fèi)口約50-100米處，當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)天線時(shí)，車(chē)上的射頻卡被頭頂上的天線接收到，判別車(chē)輛是否帶有有效的射頻卡。讀寫(xiě)器指示燈指示車(chē)輛進(jìn)人不同車(chē)道，人工收費(fèi)口仍維持現(xiàn)有的操作方式，進(jìn)入自動(dòng)收費(fèi)口的車(chē)輛，養(yǎng)路費(fèi)款被自動(dòng)從用戶帳戶上扣除，且用指示燈及蜂鳴器告訴司機(jī)收費(fèi)是否完成，不用停車(chē)就可通過(guò)，擋車(chē)器將攔下惡意闖入的車(chē)輛。

二：無(wú)源射頻卡的優(yōu)勢(shì)

(1)非接觸性。射頻卡與讀寫(xiě)設(shè)備之間沒(méi)有機(jī)械接觸，無(wú)機(jī)械損傷。與讀寫(xiě)設(shè)備也沒(méi)有插口(全密封)，能適應(yīng)多塵、潮濕等惡劣環(huán)境，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)。

(2)響應(yīng)速度快。普通磁卡的信息交換只有1～2kb／s，而射

頻識(shí)別卡信息交換速度為毫秒級(jí)，支持在高速移動(dòng)中讀卡。

(3)安全保密性好。普通磁卡受到強(qiáng)磁場(chǎng)干擾會(huì)丟失信息，信息易被竊取、篡改或偽造。射頻識(shí)別卡利用存儲(chǔ)器記錄信息，不受磁場(chǎng)的干擾，卡內(nèi)有專用的電路模塊，可作密碼運(yùn)算和雙向密碼鑒別，數(shù)據(jù)安全性和保密性能好。

(4)可離線操作。感應(yīng)式IC卡安全保密性好，既可聯(lián)網(wǎng)線使用，亦可脫離計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)離線操作，免除網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷。

(5)體積小，方便各種封裝形式。

三：系統(tǒng)構(gòu)成

射頻自動(dòng)識(shí)別不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)按其功能可分為自動(dòng)識(shí)別控制子系統(tǒng)、自動(dòng)判斷型子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、車(chē)輛檢測(cè)子系統(tǒng)、閉路電視子系統(tǒng)和信號(hào)控制子系統(tǒng)等幾個(gè).(1)自動(dòng)識(shí)別控制子系統(tǒng)主要由系列射頻自動(dòng)識(shí)別讀寫(xiě)器、系列射頻自動(dòng)識(shí)別卡、車(chē)道道閘控制機(jī)、收費(fèi)員計(jì)算機(jī)終端等組成，它是整個(gè)不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)控制不停車(chē)收費(fèi)車(chē)道所有設(shè)備的

運(yùn)行、收費(fèi)業(yè)務(wù)操作的管理以及與收費(fèi)站計(jì)算機(jī)的通信和數(shù)據(jù)交換。

(2)自動(dòng)判斷型子系統(tǒng)主要由光柵、高度檢測(cè)器、軸數(shù)檢測(cè)器等組成，它通過(guò)采集車(chē)輛的高度和軸數(shù)等參數(shù)，經(jīng)綜合分析比較來(lái)判別車(chē)輛的車(chē)型；該子系統(tǒng)至少可以判別三種以上車(chē)型。自動(dòng)判斷型子系統(tǒng)在有些場(chǎng)合可以由用戶選擇使用。

(3)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要由系列射頻自動(dòng)識(shí)別讀寫(xiě)器和系列射頻電子標(biāo)簽卡構(gòu)成。射頻電子標(biāo)簽被安裝在汽車(chē)擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)的上方，在電子標(biāo)簽上寫(xiě)有標(biāo)簽編號(hào)、車(chē)號(hào)、車(chē)主、車(chē)型、應(yīng)繳金額、剩余金額和有效期等信息；系列射頻自動(dòng)識(shí)別讀寫(xiě)器被安裝在收費(fèi)島的前端，它通過(guò)微波技術(shù)從系列射頻電子標(biāo)簽卡上讀取有關(guān)信息，并同步傳送給車(chē)道控制主機(jī)。

(4)閉路電視子系統(tǒng)主要由車(chē)道攝像機(jī)和收費(fèi)站的監(jiān)視器等組成。車(chē)道攝像機(jī)被安裝在收費(fèi)島的前端，主要用于拍攝非法通過(guò)的違章車(chē)輛。

(5)信號(hào)控制子系統(tǒng)主要由通行信號(hào)燈、偏叉信號(hào)燈和自動(dòng)欄桿等組成，用于提醒駕駛員正確使用不停車(chē)收費(fèi)車(chē)道。

(6)車(chē)輛檢測(cè)子系統(tǒng)主要由三組環(huán)形線圈組成。第一組環(huán)形線

圈被安裝在收費(fèi)島的入口處，用于激活天線讀取電子標(biāo)簽的信息；第二組環(huán)形圈被安裝在收費(fèi)島的中間出口處，用于控制通行信號(hào)燈和偏叉信號(hào)燈的狀態(tài)；第三組環(huán)形線圈被安裝在收費(fèi)島的出口端，用于統(tǒng)計(jì)車(chē)流量，并控制自動(dòng)欄桿、通行信號(hào)燈和偏叉信號(hào)燈的工作狀態(tài)。

四：工作原理和流程

1、射頻自動(dòng)識(shí)別不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)不需要專門(mén)的收費(fèi)員進(jìn)行操作，它利用微波自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，完全通過(guò)設(shè)備本身來(lái)完成對(duì)通行車(chē)輛的收費(fèi)工作。

2、存儲(chǔ)有車(chē)型、車(chē)號(hào)、金額、有效期等信息的射頻電子標(biāo)簽卡被安裝在汽車(chē)前方擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)的左下角。當(dāng)持卡車(chē)輛進(jìn)入不停車(chē)收費(fèi)車(chē)道時(shí)，車(chē)輛感應(yīng)器的線圈產(chǎn)生來(lái)車(chē)信號(hào)，激發(fā)系列射頻自動(dòng)識(shí)別讀寫(xiě)器讀取該車(chē)系列射頻電子標(biāo)簽卡上的信息(車(chē)型、車(chē)號(hào)、剩余金額和有效期等)，同時(shí)光柵、高度檢測(cè)器和軸數(shù)檢測(cè)器等車(chē)型差別設(shè)備，自動(dòng)檢測(cè)來(lái)車(chē)的實(shí)際車(chē)型。

3、從車(chē)載系列射頻電子標(biāo)簽卡讀取的信息，以及車(chē)型判別設(shè)備所采集到的數(shù)據(jù)均被送到車(chē)道控制計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行分析比較，如電子卡中所記錄的車(chē)型與設(shè)備所判別的車(chē)型一致、卡中車(chē)號(hào)不在黑名單

內(nèi)、應(yīng)繳金額小于等于剩余金額、車(chē)輛通過(guò)時(shí)間在卡的有效期范圍內(nèi)，則該卡被認(rèn)為是有效卡；如前述四項(xiàng)比較中，有一項(xiàng)不符合，則該卡被認(rèn)為是無(wú)效卡。

4、如來(lái)車(chē)所持系列射頻電子標(biāo)簽卡為有效卡，則通行信號(hào)燈由紅色變?yōu)榫G色，偏叉信號(hào)燈呈綠色直行標(biāo)志，自動(dòng)欄桿抬起；當(dāng)來(lái)車(chē)駛離檢測(cè)范圍后，通行信號(hào)燈由綠色變?yōu)榧t色，偏叉信號(hào)燈熄滅，自動(dòng)欄桿關(guān)閉。駛離檢測(cè)范圍后，通行信號(hào)燈由綠色變?yōu)榧t色，偏叉信號(hào)燈熄滅，自動(dòng)欄桿關(guān)閉。

5、如來(lái)車(chē)所持系列射頻電子標(biāo)簽卡為無(wú)效卡，則通行信號(hào)燈呈紅色，偏叉信號(hào)燈呈黃色左轉(zhuǎn)通行標(biāo)志，自動(dòng)欄桿關(guān)閉；當(dāng)來(lái)車(chē)左行駛離無(wú)卡車(chē)輛轉(zhuǎn)向人工收費(fèi)車(chē)道的車(chē)輛感應(yīng)器的線圈的檢測(cè)范圍后，偏叉信號(hào)燈熄滅；如來(lái)車(chē)沒(méi)有轉(zhuǎn)向人工收費(fèi)道（有些場(chǎng)合不設(shè)此轉(zhuǎn)向旁道），而依然向前行駛，當(dāng)其抵達(dá)車(chē)輛感應(yīng)器線圈的檢測(cè)范圍時(shí)，警鈴報(bào)警，將有收費(fèi)員前來(lái)人工收費(fèi)處理后，人工放行。

6、系列射頻電子標(biāo)簽卡的銷售和費(fèi)用結(jié)算均在收費(fèi)中心(即購(gòu)卡中心)進(jìn)行。為適應(yīng)不同用戶的需要，一般發(fā)行兩種電子卡，一種是預(yù)付費(fèi)電子標(biāo)簽卡，一種是信用式電子標(biāo)簽卡。

7、預(yù)付費(fèi)電子標(biāo)簽卡，顧名思義是必須先付費(fèi)后通行的電子

卡，該卡的發(fā)行面向整個(gè)社會(huì)。用戶僅需直接到購(gòu)卡中心購(gòu)買(mǎi)存有一定金額的電子卡，即可使用不停車(chē)收費(fèi)車(chē)道。在每次使用時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)從電子卡中扣除該車(chē)的應(yīng)繳金額。該電子卡可以重復(fù)使用，當(dāng)卡中剩余金額很少或沒(méi)有時(shí)，用戶可以到購(gòu)卡中心重新存入一定的金額到電子卡中，以保證其繼續(xù)有效。

8、信用式電子標(biāo)簽卡，是一種允許用戶先通行后付款的電子卡，該卡的發(fā)行對(duì)象主要是一些由銀行信用卡為結(jié)算手段的用戶，或企業(yè)形象很好的國(guó)家機(jī)關(guān)和企事業(yè)單位，費(fèi)用結(jié)算采用銀行托收的方式。

第四篇：全國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)和公路不停車(chē)收費(fèi)的重要意義

經(jīng)濟(jì)策論

全國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)和公路不停車(chē)收費(fèi)的重要意義

石雅庚

天津市高速公路管理處，天津 300300 摘要：2015 年 9 月 28 日，全國(guó)高速公路電子不停車(chē)收費(fèi)實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)。通過(guò)研究 ETC 發(fā)展趨勢(shì)和相關(guān)應(yīng)用，分析了全國(guó)聯(lián)

網(wǎng)產(chǎn)生的交通、環(huán)保及社會(huì)方面效益。

關(guān)鍵詞：高速公路；聯(lián)網(wǎng)；收費(fèi)

中圖分類號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-5799（2015）27-0190-01

2007 年初，交通運(yùn)輸部下發(fā)《關(guān)于開(kāi)展京津冀和長(zhǎng)三角區(qū)域高速公路聯(lián)網(wǎng)不停車(chē)收費(fèi)示范工程建設(shè)的通知》，正式啟動(dòng)示范工程的建設(shè)。區(qū)域聯(lián)網(wǎng)不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)示范工程分為京津冀和長(zhǎng)三角兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行建設(shè)。示范工程完全按照統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和系列工程應(yīng)用技術(shù)要求和規(guī)范進(jìn)行實(shí)施，其中系統(tǒng)采用關(guān)鍵設(shè)備均經(jīng)過(guò)交通部交通工程監(jiān)理檢測(cè)中心的標(biāo)準(zhǔn)符合性送樣檢驗(yàn)，并按照部統(tǒng)一部署建設(shè)密鑰管理與安全認(rèn)證系統(tǒng)，從而有效保證了車(chē)載電子標(biāo)簽和非現(xiàn)金支付卡可以在示范工程范圍內(nèi)所有路網(wǎng)實(shí)現(xiàn)跨省（市）應(yīng)用。

展、交通設(shè)施急速擴(kuò)容、收費(fèi)道路迅速普及，正是投資建設(shè)不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的良好時(shí)機(jī)。

2010 年 9 月28 日，京津冀區(qū)域 ETC 聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)開(kāi)通，在示范工程的引領(lǐng)下，ETC 技術(shù)在全國(guó)各地得到了廣泛應(yīng)用，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益初步顯現(xiàn)。實(shí)踐證明，實(shí)施 ETC 是解決公路收費(fèi)站擁堵、提高公路通行效率的有效途徑；是促進(jìn)交通運(yùn)輸節(jié)能減排、節(jié)約土地和管理成本的重要舉措；是適應(yīng)公路網(wǎng)絡(luò)化管理、發(fā)揮路網(wǎng)整體效益的現(xiàn)實(shí)需要；也是大力推進(jìn)“四個(gè)交通”發(fā)展的重要載體。為此，交通運(yùn)輸部在 2015 年組織開(kāi)展了全國(guó) ETC 聯(lián)網(wǎng)工作。

由于各地技術(shù)規(guī)范不同、結(jié)算模式各異，部分省份基礎(chǔ)薄弱情況復(fù)雜，因此，把 ETC 系統(tǒng)統(tǒng)一起來(lái)并不是一件容易的事。交通運(yùn)輸部深入基層，開(kāi)展了大量現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，組織協(xié)調(diào)省界站測(cè)試工作。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近兩年里，交通運(yùn)輸部路網(wǎng)中心測(cè)試組累計(jì)外場(chǎng)測(cè)試長(zhǎng)達(dá) 180 多天的實(shí)車(chē)測(cè)試，測(cè)試行程近30 萬(wàn)公里，共完成 157 個(gè)省界站、113 個(gè)典型站的實(shí)車(chē)測(cè)試，涉及 192 種 ETC 車(chē)道軟件與天線的組合，124 種 ETC 車(chē)道軟件與刷卡設(shè)備的組合，1800 余種電子標(biāo)簽與用戶卡的組合。為保證跨省交易清分結(jié)算的準(zhǔn)確及時(shí)，測(cè)試組還對(duì)河南、湖北等 11 省市進(jìn)行了嚴(yán)格的消息驗(yàn)證、聯(lián)合性功能測(cè)試及專項(xiàng)測(cè)試，共接收并轉(zhuǎn)發(fā) 35 萬(wàn)余條原始交易、1000 多萬(wàn)條狀態(tài)名單記錄、22 萬(wàn)余條用戶信息記錄，同時(shí)下發(fā) 2000 多個(gè)清分消息包、500 萬(wàn)量級(jí)的狀態(tài)名單進(jìn)行壓力測(cè)試。

2015 年 9 月 28 日，全國(guó)高速公路電子不停車(chē)收費(fèi)實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)，2100 余萬(wàn)用戶實(shí)現(xiàn)一卡暢行全國(guó)。截至目前，全國(guó)累計(jì)建成ETC 專用車(chē)道1.2 萬(wàn)余條、5 萬(wàn)余條人工刷卡（MTC）車(chē)道，ETC 用戶約 2171.5 萬(wàn)，提前完成了“2015 年底實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)量 2000 萬(wàn)”的目標(biāo)；建成自營(yíng)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn) 1100 多個(gè)，合作代理網(wǎng)點(diǎn)約 1.6 萬(wàn)個(gè)，各類服務(wù)終端約 2.7 萬(wàn)個(gè)。

當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期，是我國(guó)公路網(wǎng)進(jìn)入“網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行”的關(guān)鍵階段。然而公路收費(fèi)仍然是籌集資金以擴(kuò)大交通設(shè)施建設(shè)規(guī)模的主要手段，同時(shí)它還是控制交通流的有力工具，故收費(fèi)系統(tǒng)在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)還是公路交通系統(tǒng)中一個(gè)不可或缺的子系統(tǒng)。但公路收費(fèi)帶來(lái)的交通擁擠及延誤、能源浪費(fèi)與環(huán)境污染、收費(fèi)運(yùn)營(yíng)效率低等問(wèn)題，依然阻礙了公路交通的發(fā)展。不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)仍舊是這一問(wèn)題的最好解答，并且作為智能運(yùn)輸系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)，也是我國(guó)交通產(chǎn)業(yè)信息化智能化的敲門(mén)磚。經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展，ETC 系統(tǒng)在建設(shè)、經(jīng)營(yíng)、技術(shù)等各方面都日趨成熟完善，其產(chǎn)品及技術(shù)業(yè)已完成標(biāo)準(zhǔn)化。

ETC 技術(shù)的發(fā)展的成熟為我國(guó)不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的擴(kuò)展部署提供了必要的硬件準(zhǔn)備，而我國(guó)近階段經(jīng)濟(jì)高速發(fā)

眾所周知，ETC 特別適于在高速公路或交通繁忙的橋隧環(huán)境下采用。實(shí)施不停車(chē)收費(fèi)，一方面，可以允許車(chē)輛高速通過(guò)，與傳統(tǒng)的人工收費(fèi)相比較，不停車(chē)收費(fèi)大大加快了高速公路收費(fèi)道口的通行能力，據(jù)測(cè)算，較人工收費(fèi)車(chē)道，ETC車(chē)道通行能力將提高 4～6 倍，可減少車(chē)輛在收費(fèi)口因交費(fèi)、找零等動(dòng)作而引起的排隊(duì)等候。另一方面，也使公路收費(fèi)走向電子化，可降低收費(fèi)管理的成本，有利于提高車(chē)輛的營(yíng)運(yùn)效益，同時(shí)也大幅降低收費(fèi)口的噪聲水平和廢氣排放，并可以杜絕少數(shù)不法的收費(fèi)員貪污路費(fèi)、減少國(guó)家損失，與原來(lái)的人工收費(fèi)和人工電腦收費(fèi)方式相比，實(shí)行不停車(chē)收費(fèi)后具有明顯優(yōu)勢(shì)，不僅極大地改善了路上密集車(chē)輛所造成的環(huán)境污染，減少車(chē)輛阻塞現(xiàn)象，行車(chē)更加安全，更為主要的是將大大提高過(guò)橋收費(fèi)效率。

作為智能運(yùn)輸系統(tǒng)的子系統(tǒng)，不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)為解決因公路收費(fèi)引起的交通擁擠、能源消耗、環(huán)境污染、收費(fèi)運(yùn)營(yíng)效率低等問(wèn)題提供了很好的答案。該系統(tǒng)是無(wú)線電通信、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等多個(gè)領(lǐng)域的高新技術(shù)在交通領(lǐng)域的滲透，對(duì)整個(gè)道路交通系統(tǒng)的穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生著巨大的積極影響。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，ETC 使車(chē)輛減少了因排隊(duì)而頻繁啟動(dòng)、剎車(chē)的次數(shù)，平均每輛車(chē)通過(guò) ETC 車(chē)道比通過(guò)人工收費(fèi)車(chē)道的油耗節(jié)省量為 0.0314 升/車(chē)次，CH 化合物排放量降低約 0.7 克/車(chē)次，CO 化合物排放量降低 4.7 克/車(chē)次，NO 化合物排放量降低 0.3 克/車(chē)次。據(jù)此估算，我國(guó) ETC 耗油節(jié)省量

190 2015 年 27 期

約為 6500 萬(wàn)升，平均每年能源節(jié)約效益約為 4.3 億元；平均每輛車(chē)通過(guò) ETC 車(chē)道比通過(guò)人工收費(fèi)車(chē)道按照 2015 年治理污染性氣體需投資 1.3 萬(wàn)元/噸，以目前交易量預(yù)估每年治理環(huán)境污染的投資建設(shè)費(fèi)用可節(jié)約

1.5 億元。

又例如，目前在部分主線收費(fèi)站，高峰時(shí)段 ETC 交易量占比已超過(guò) 30%，極大緩解了收費(fèi)站區(qū)的擁堵現(xiàn)象，隨著用戶量的持續(xù)增長(zhǎng)，實(shí)際效果將越來(lái)越顯著，可極大程度解決收費(fèi)站擁堵、節(jié)約出行時(shí)間。

隨著 ETC 實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)，縱貫?zāi)媳?、互通東西的聯(lián)網(wǎng)

格局已然形成，這將有效貫通京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等城市群，必然讓城際間交流貿(mào)易更密切，讓更多的經(jīng)濟(jì)圈相連，最終助力于貫通全國(guó)的大經(jīng)濟(jì)格局，有效助推區(qū)域經(jīng)濟(jì)騰飛，為“一帶一路”戰(zhàn)略提供智能化支撐、搭建創(chuàng)新性平臺(tái)，為促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。

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[J].廣東交通，2012（4）：23.

第五篇：小論文：高速公路不停車(chē)收費(fèi)

高速公路不停車(chē)收費(fèi)

周斌 08110229

（重慶交通大學(xué)，重慶市南岸區(qū)學(xué)府大道66號(hào)，400074）

摘要：目前，我國(guó)的高速公路收費(fèi)基本上還是人工收費(fèi)，不僅效率有限，還會(huì)對(duì)交通造成一定的影響。每一個(gè)收費(fèi)站就需要幾名工作人員，間接的增加了高速公路的通行費(fèi)用。對(duì)于交通量很大的路段，收費(fèi)站就相當(dāng)于是一個(gè)瓶頸，大量車(chē)輛聚集在收費(fèi)站等待通行，勢(shì)必會(huì)降低高速公路的運(yùn)輸效率。隨著科技的進(jìn)步，不停車(chē)收費(fèi)技術(shù)越來(lái)越成熟，其可靠性已經(jīng)能夠滿足要求了。在高速公路上引進(jìn)不停車(chē)收費(fèi)，在提高高速公路的運(yùn)行效率的同時(shí)，還能減少一部分開(kāi)支，降低通行成本。

關(guān)鍵字：高速公路；收費(fèi)；RFID；射頻識(shí)別；電子標(biāo)簽

Abstract: At present, China is still largely manual highway toll charges, only a limited efficiency, but also a certain impact on traffic.Each toll station several staff members need to indirectly increase the highway tolls.For large sections of traffic, toll stations is equivalent to a bottleneck, a large number of vehicles gathered at the toll station to wait for traffic, highway transport is bound to reduce efficiency.With advances in technology, toll collection technology matures, its reliability has been able to meet the request.The introduction of the highway toll collection, to improve highway efficiency but also can reduce some of that money, reduce access costs.Keywords: Highway;charges;RFID;radio frequency identification;electronic tags

1.前言

我國(guó)的收費(fèi)公路建設(shè)是20世紀(jì)80年代開(kāi)始起步的。為迅速改變公路建設(shè)的落后面貌，從1980年開(kāi)始，廣東省率先在全國(guó)實(shí)行貸款集資建橋修路，并采用收費(fèi)辦法償還投資。1984年底，第一條收費(fèi)公路——中山市張家邁進(jìn)港公路宣告通車(chē)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2009年年底，中國(guó)公路通車(chē)總里程達(dá)到386.08萬(wàn)公里，其中高速公路6.51萬(wàn)公里，位居世界第二，全國(guó)總共有86053個(gè)收費(fèi)站。

近年來(lái)，我國(guó)公路建設(shè)取得飛速發(fā)展，高速公路通車(chē)?yán)锍滩粩嘣黾樱》葜g的路網(wǎng)格局基本形成。但是隨著隨著路網(wǎng)的形成，通車(chē)公路里程的增加，交通量也在不斷增加，由此帶來(lái)了許多新問(wèn)題：

（1）收費(fèi)設(shè)施及收費(fèi)技術(shù)落后，收費(fèi)站形成交通瓶頸；

（2）各路段收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、方式等不統(tǒng)一，給用戶造成混亂；

（3）重復(fù)建設(shè)收費(fèi)廣場(chǎng)和設(shè)施，造成投資浪費(fèi)和運(yùn)營(yíng)成本增加。

為了解決上述問(wèn)題，我們引入了不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)，使用不停車(chē)收費(fèi)，可以解決收費(fèi)站的瓶頸問(wèn)題，減少收費(fèi)站的建設(shè)，節(jié)約成本，最主要的是可以提高高速公路的運(yùn)輸效率。

2.RFID技術(shù)

電子標(biāo)簽是射頻識(shí)別技術(shù)的基本組成部分之一，是一張存有車(chē)輛各種信息（如車(chē)牌號(hào)、車(chē)主姓名、車(chē)型等），并能將這些車(chē)輛信息以微波形式發(fā)送出去的集成電路芯片。

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫(xiě)，即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽。RFID是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它是通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別

工作無(wú)須人工干預(yù)，可在各種惡劣環(huán)境中應(yīng)用。RFID可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體，并可識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。

2.1 RFID工作原理

當(dāng)標(biāo)簽（射頻卡）進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的物體信息無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)處理有關(guān)數(shù)據(jù)。

2.2 RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)不停車(chē)收費(fèi)的工作原理

在車(chē)輛上一次性粘貼一張電子標(biāo)簽，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中將電子標(biāo)簽編號(hào)和車(chē)牌號(hào)綁定，同時(shí)為該標(biāo)簽在銀行開(kāi)立一個(gè)信用卡賬戶或儲(chǔ)蓄卡賬戶。

當(dāng)車(chē)輛行駛至不停車(chē)收費(fèi)入口車(chē)道時(shí)，車(chē)道閱讀器從電子標(biāo)簽中讀取車(chē)輛的識(shí)別信息，按照收費(fèi)要求控制車(chē)道控制器將車(chē)輛放行，同時(shí)將該車(chē)的識(shí)別信息和車(chē)道信息（如收費(fèi)站名稱或編號(hào)、車(chē)道、通過(guò)時(shí)間等）上傳到管理中心；途中車(chē)輛經(jīng)過(guò)標(biāo)識(shí)站時(shí)，標(biāo)識(shí)站讀取電子標(biāo)簽信息并將車(chē)輛的通行信息上傳至管理中心。

當(dāng)車(chē)輛行駛至不停車(chē)收費(fèi)出口車(chē)道時(shí)，讀取到車(chē)輛的相關(guān)信息，并與管理中心建立連接，則從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得車(chē)輛經(jīng)駛的入口和標(biāo)識(shí)站，形成車(chē)輛行駛的精確路徑并收費(fèi)放行，完成一次不停車(chē)收費(fèi)。

3.應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 車(chē)輛的高速識(shí)別

要想實(shí)現(xiàn)高速公路不停車(chē)收費(fèi)，首先要解決的問(wèn)題就是實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的高速識(shí)別。該不停車(chē)系統(tǒng)采用的是基于RFID技術(shù)的車(chē)輛識(shí)別系統(tǒng)的電子標(biāo)簽，具有識(shí)別距離遠(yuǎn)（6～8米）、識(shí)別速度快（大于260公里/小時(shí)）等特征。由于采用只讀工作方式，因此車(chē)輛可以在極短的時(shí)間內(nèi)被電子讀頭設(shè)備識(shí)別出來(lái)。同時(shí)，由于采用無(wú)源設(shè)計(jì)，用戶可以避免因更換電池而帶來(lái)的麻煩。

基于RFID技術(shù)的車(chē)輛識(shí)別系統(tǒng)主要由車(chē)載電子標(biāo)簽（超高頻無(wú)源射頻標(biāo)簽）和電子讀頭設(shè)備（高速遠(yuǎn)距離超高頻閱讀器）組成。RFID是一種非接觸的射頻通信方式，通過(guò)讀寫(xiě)器與標(biāo)簽的無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，從而識(shí)別標(biāo)簽載體的身份等特征。

3.2 數(shù)據(jù)傳輸

由于采用只讀標(biāo)簽，系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸筝^高，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃允窍到y(tǒng)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的關(guān)鍵所在。以前利用只讀電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的收費(fèi)系統(tǒng)一般都是開(kāi)放式收費(fèi)，開(kāi)放式收費(fèi)不需要實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，只讀電子標(biāo)簽收費(fèi)系統(tǒng)具有天然的優(yōu)勢(shì)。而對(duì)于我國(guó)高速公封閉式收費(fèi)方式來(lái)說(shuō)，采用只讀電子標(biāo)簽系統(tǒng)進(jìn)行不停車(chē)收費(fèi)，則必須有穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)來(lái)確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴楸Ｕ蠑?shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，系統(tǒng)可以采用讓高速公路光纖網(wǎng)作為基礎(chǔ)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為補(bǔ)充的數(shù)據(jù)傳輸方案。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以選著3G網(wǎng)絡(luò)，目前3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)城市覆蓋，能確保無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽俊?/p>

3.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理

系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理是整個(gè)系統(tǒng)功能的核心，可以分為兩大部分：不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理和銀行數(shù)據(jù)管理。

不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理負(fù)責(zé)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理、系統(tǒng)安全管理、費(fèi)用運(yùn)算、路徑運(yùn)算、通行費(fèi)拆分、系統(tǒng)相關(guān)報(bào)表的管理等。銀行數(shù)據(jù)管理負(fù)責(zé)與車(chē)載電子標(biāo)簽聯(lián)名卡的辦理、代扣通行費(fèi)等金融方面的服務(wù)。

不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)可以采用預(yù)付費(fèi)的方式，使用該業(yè)務(wù)的用戶在車(chē)載電子標(biāo)簽的聯(lián)名儲(chǔ)蓄

卡中存儲(chǔ)一定費(fèi)用，在高速公路行駛時(shí)在賬戶中扣除通行費(fèi)。如果聯(lián)名卡中的余額低于某個(gè)預(yù)定值，就提醒用戶及時(shí)充值。不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)也可以采用信用付費(fèi)的方式，對(duì)于在銀行有良好信用的用戶，可以辦理一張與車(chē)載電子標(biāo)簽綁定的聯(lián)名信用卡。當(dāng)用戶高速公路行駛發(fā)生費(fèi)用時(shí)，系統(tǒng)記錄每次所發(fā)生的通行費(fèi)，并定期與銀行進(jìn)行對(duì)賬，這樣就可以實(shí)現(xiàn)高速公路通行費(fèi)的先消費(fèi)后還款。

4.結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于運(yùn)輸效率的要求也是越來(lái)越高，目前落后的人工收費(fèi)方式已經(jīng)不能滿足交通的發(fā)展需求了，有時(shí)還會(huì)成為交通運(yùn)輸中的不利因素，影響通行速率以及增加高速公路的成本。我相信，在不久的將來(lái)，不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)將完全取代人工收費(fèi)方式，實(shí)現(xiàn)收費(fèi)的智能化，道路使用者也會(huì)切實(shí)感受到智能化的方便與快捷。

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